Новые данные телескопа Хаббла объясняют отсутствие темной материи

В 2018 году международная группа исследователей с помощью космического телескопа Хаббл НАСА / ЕКА и нескольких других обсерваторий впервые обнаружила галактику в нашем космическом районе, в которой отсутствует большая часть темной материи.

Это открытие галактики NGC 1052-DF2 стало неожиданностью для астрономов, поскольку было понятно, что темная материя является ключевой составляющей в современных моделях образования и эволюции галактик. Фактически, без присутствия темной материи первичный газ не обладал бы достаточным гравитационным притяжением, чтобы начать коллапс и образование новых галактик.

Год спустя была обнаружена еще одна галактика, в которой отсутствует темная материя, NGC 1052-DF4, что еще больше вызвало интенсивные дебаты среди астрономов о природе этих объектов.

Новые данные телескопа Хаббла объясняют отсутствие темной материи

Теперь новые данные телескопа Хаббла были использованы для объяснения причины исчезновения темной материи в NGC 1052-DF4, которая находится на расстоянии 45 миллионов световых лет от нас. Мирейя Монтес из Университета Нового Южного Уэльса в Австралии возглавила международную группу астрономов для изучения галактики с помощью глубоких оптических изображений.

Они обнаружили, что исчезновение темной материи можно объяснить 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 позднем этапе.

До сих пор удаление темной материи таким способом оставалось скрытым от астрономов, поскольку его можно было наблюдать только с помощью чрезвычайно глубоких изображений, которые могут выявить очень слабые детали. «Мы использовали Хаббл двумя способами, чтобы обнаружить, что NGC 1052-DF4 испытывает взаимодействие», — пояснил Монтес. «Сюда входит изучение света галактики и распределения шаровых скоплений в галактике».

Благодаря высокому разрешению Хаббла астрономы смогли идентифицировать население шарового скопления галактики. 10,4-метровый телескоп Gran Telescopio Canarias (GTC) и телескоп IAC80 на Канарских островах в Испании также использовались для дополнения наблюдений Хаббла путем дальнейшего изучения данных.

«Недостаточно просто проводить много времени, наблюдая за объектом, но тщательная обработка данных жизненно важна», — пояснил член группы Рауль Инфанте-Сайнс из Института астрофизики Канарских островов в Испании. «Поэтому было важно, чтобы мы использовали не один телескоп / инструмент, а несколько (как наземных, так и космических) для проведения этого исследования. Благодаря высокому разрешению телескопа Хаббла мы можем идентифицировать шаровые скопления, а затем с помощью фотометрии GTC мы получаем физические свойства «.

Считается, что шаровые скопления образуются в эпизодах интенсивного звездообразования, которое формирует галактики. Их компактные размеры и светимость делают их легко наблюдаемыми, и поэтому они являются хорошими индикаторами свойств своей родительской галактики.

Таким образом, изучая и описывая пространственное распределение скоплений в NGC 1052-DF4, астрономы могут получить представление о нынешнем состоянии самой галактики. Расположение этих скоплений предполагает, что они «отрываются» от своей родительской галактики, и это подтверждает вывод о том, что происходит приливное нарушение.

Изучая свет галактики, астрономы также обнаружили свидетельства существования приливных хвостов, которые образованы из материала, удаляющегося от NGC 1052-DF4. Это еще раз подтверждает вывод о том, что это событие сбоя.

Дополнительный анализ показал, что центральные части галактики остаются нетронутыми, и только около 7% звездной массы галактики находится в этих приливных хвостах. Это означает, что темная материя, которая менее концентрирована, чем звезды, ранее была удалена из галактики, и теперь внешний звездный компонент также начинает удаляться.

«Этот результат является хорошим показателем того, что, хотя темная материя галактики испарилась из системы, звезды только сейчас начинают страдать от механизма разрушения», — пояснил член команды Игнасио Трухильо из Института астрофизики Канарских островов в Испании. «Со временем NGC 1052-DF4 будет поглощена большой системой около NGC 1035, и по крайней мере некоторые из их звезд будут свободно плавать в глубоком космосе».

Обнаружение доказательств, подтверждающих механизм приливного разрушения как объяснение отсутствия темной материи в галактике, не только разрешило астрономическую загадку, но и принесло астрономам вздох облегчения. Без этого ученым пришлось бы пересмотреть свое понимание законов гравитации.

«Это открытие согласовывает существующие знания о том, как галактики образуются и развиваются, с наиболее подходящей космологической моделью», — добавил Монтес.