Ученые открыли уникальную галактику без темной материи

Наша картина космической эволюции может быть поставлена под сомнение открытием массивной галактики, в которой, похоже, отсутствует темная материя.

Темная материя, на долю которой приходится около 85% вещества во Вселенной, похоже, отсутствует в галактике NGC 1277, входящей в скопление галактик Персей. Галактика, расположенная в 240 миллионах световых лет от Земли, является первым скоплением звезд, планет, пыли и газа размером с Млечный Путь, в котором установлено отсутствие темной материи.

"Этот результат не согласуется с принятыми в настоящее время космологическими моделями, которые включают темную материю", - сказал в заявлении руководитель открытия и исследователь из Университета Ла-Лагуны Себастьян Комерон.

Темная материя фактически невидима, потому что она не взаимодействует со светом, как обычная материя, из которой состоят звезды, планеты и мы. Однако о ее присутствии можно судить по ее гравитационным взаимодействиям. Существование этой темной субстанции было впервые установлено, когда астрономы наблюдали массивные галактики, вращающиеся так быстро, что они разлетелись бы на части, если бы не гравитационное влияние какой-то невидимой массы, удерживающей их вместе.

Этот факт привел ученых к предположению, что все крупные галактики заключены в оболочку из темной материи, и это стало важным предположением при разработке теорий галактической эволюции. Но открытие галактики, в которой, похоже, нет темной материи, ставит под сомнение это предположение.

NGC 1277, считающаяся космическим реликтом, практически не взаимодействовала с окружающими галактиками. Такие объекты считаются остатками гигантских галактик, существовавших в ранней Вселенной. Эти реликтовые галактики помогают астрономам понять, как образовались первые галактики.

Комерон и его коллеги наблюдали за NGC 1277 с спектрографа интегрального поля. Это позволило им составить карту движения галактики и определить ее массу и то, как эта масса распределена. Проведенная работа дала неожиданный результат - распределение общей массы NGC 1277 было таким, как будто вся ее масса состоит из звезд, пыли, газа и планет. Это означает, что в радиусе галактики содержание темной материи не превышает 5%.

Это удивительно, поскольку популярные в настоящее время модели космической эволюции, включая стандартную модель космологии, предполагают, что NGC 1277 должна включать от 10 до 70% темной материи.

"Это несоответствие между наблюдениями и тем, что мы ожидали бы, является загадкой и, возможно, даже вызовом для стандартной модели", - сказал член команды и исследователь Университета Ла-Лагуны Игнасио Трухильо.

Куда делась темная материя реликтовой галактики?

У ученых, стоящих за этим открытием, есть несколько идей о том, почему в NGC 1277 так мало темной материи.

"Во-первых, гравитационное взаимодействие с окружающей средой внутри скопления галактик, в котором расположена эта галактика, могло уничтожить темную материю, - говорит член команды и исследователь Университета Ла-Лагуны Анна Ферре-Матеу. - Другая версия заключается в том, что темная материя была вытеснена из системы, когда галактика образовалась в результате слияния протогалактических фрагментов, которые дали начало реликтовой галактике". 

Команда не полностью удовлетворена ни тем, ни другим объяснением и поэтому продолжит исследование NGC 1277 с помощью телескопа Уильяма Гершеля (WHT) в обсерватории Рок-де-лос-Мучачос на Канарском острове Ла-Пальма.

Исследование команды опубликовано в журнале Astronomy and Astrophysics.