Куда «уходит» темная материя. Новые данные ученых

Изображения с телескопа «Хаббл» показали, почему в галактике NGC 1052-DF4, которая находится на расстоянии 45 миллионов световых лет от Земли, нет темной материи. Без них ученым пришлось бы пересмотреть свое понимание законов гравитации.

В 2018 году международная группа исследователей обнаружила новую галактику NGC 1052-DF2. Ученые выяснили, что в ней практически нет темной материи. Это открытие стало неожиданностью, поскольку всегда считалось, что темная материя — это ключевой компонент в современных моделях образования и эволюции галактик. Без темной материи первичный газ не обладал бы достаточным гравитационным притяжением, чтобы перейти к формированию первых «звездных домов». 

Год спустя была обнаружена еще одна галактика, в которой отсутствует темная материя. Она получила название NGC 1052-DF4. Наблюдения за ней позволили выяснить, что исчезновение темной материи связано с эффектами приливных нарушений. Силы гравитации соседней массивной галактики NGC 1035 разрывают NGC 1052-DF4 на части. Во время этого процесса темная материя удаляется, в то время как звезды ощущают эффекты взаимодействия с другой галактикой на более поздней стадии.

Снимки двух галактик, лишенных темной материи. Фото: van Dokkum et al.

До сих пор «уход» темной материи оставался скрытым от астрономов, поскольку это явление возможно увидеть только с помощью чрезвычайно точных изображений, на которых должны быть заметны едва различимые детали. По словам исследователей, чтобы распознать влияние другой галактики на темную материю пришлось использовать «Хаббл» для изучения двух явлений: света галактики и распределения шаровых скоплений в ней.

Считается, что шаровые скопления образуются там, где идет процесс интенсивного звездообразования. За ними легко наблюдать — они достаточно яркие и являются хорошими индикаторами свойств своей «родительской» галактики. Таким образом, изучая и характеризуя пространственное распределение скоплений в NGC 1052-DF4, астрономы получают представление о нынешнем состоянии самой галактики. Расположение этих скоплений показывает, что они «оторваны» от своей родительской галактики, а это, в свою очередь, подтверждает вывод о том, что происходит приливное разрушение. 

Со временем NGC 1052-DF4 будет полностью поглощена силами соседней галактики. Некоторые звезды будут свободно «плавать» в космосе.

Изображение галактики NGC 1052-DF4, полученное космическим телескопом «Hubble». Фото: van Dokkum et al

Обнаружение доказательств, которыми можно подтвердить механизм приливного разрушения и объяснить отсутствие темной материи в галактике, не только разрешило астрономическую загадку, но и заставило исследователей спокойно выдохнуть. Без этих данных ученым пришлось бы пересмотреть свое понимание законов гравитации.