Рух галактик-супутників статистично суперечить стандартній космологічній моделі

Аналіз понад 800 галактичних систем із огляду Sloan виявив надмірно велику кількість галактик-супутників, рух яких корелює один з одним. На думку вчених, це ознака того, що масивні групи галактик з’явилися пізніше, ніж передбачає стандартна космологічна модель. Значить, і Всесвіт молодший, ніж ми думаємо.

У стандартній космологічній моделі (CDM) галактичні системи ростуть поступово шляхом приєднання дрібніших об’єктів. Спочатку ці об’єкти стають супутниками, але рано чи пізно зливаються з головною галактикою. Так, нещодавно вчені зрозуміли, що Мала Магелланова Хмара, галактика — супутник Чумацького Шляху, складається з двох окремих структур, ймовірно, залишків колишніх галактик. А ще раніше в центрі Чумацького Шляху виявили зірку, яка, певне, сформувалася в якійсь карликовій галактиці, після чого мігрувала до нас.

Саме тому астрономи вивчають рух галактик – супутників найближчих до нас великих галактик. І виявляється, що багато хто з них обертається в одній площині, яка до того ж часто збігається з площиною центральної галактики. Вчені пояснюють це через «приєднання» супутників уздовж ниток космічного павутиння та інші взаємодії об’єктів як один з одним, так і з більш масштабними структурами Всесвіту. Проте дані спостережень розходяться із розрахунками.

Розбіжність у розрахунках та спостереженнях у попередніх дослідженнях можна пояснити малою вибіркою галактик, чому раніше вчені визнали результати неоднозначними. Тому автори нового дослідження провели статистичний аналіз відповідних галактик зі Слоанівського цифрового небесного огляду. Робота опублікована в журналі Nature Astronomy.

Як «центральні» вчені відібрали галактики з масою від 10¹¹ до 10^11.5 сонячної маси, потім, слідуючи прийнятим параметрам для виявлення галактик-супутників, вони відшукали на околицях великих галактик трохи менш яскраві об’єкти. В результаті вийшло 813 галактичних систем як мінімум із двома помітними галактиками-супутниками.

Серед супутників вчені шукали пари — галактики, які перебувають на протилежних сторонах від центрального об’єкта. Потім зі зміщення швидкості вздовж променя зору щодо центральної галактики вони розділили ці пари на корелюючі та некорелюючі. Виявилося, що корелюючих — тих, що літають навколо центральної галактики в протилежних напрямках, — набагато більше.

За словами одного з авторів професора Гуй Ці (Gui Qi), надмірна кількість корелюючих пар говорить про те, що ці галактики-супутники приєдналися нещодавно. У комп’ютерних моделях також є така тенденція: корелюючих виходить більше, але не настільки.

Дані спостережень, за розрахунками авторів дослідження, розходяться з моделями Millenium та Illustris TNG300 на 4,1 та 3,6 сигми, тобто стандартного відхилення. Це менше «золотих» п’яти сигм, рівних 99,9999 відсотка ймовірності, але все одно розбіжність виходить помітною. Отже, мабуть, потужні групи галактик утворилися пізніше, ніж передбачає стандартна космологічна модель.

«Вік масивних галактичних груп тісно пов’язаний з віком Всесвіту, тому отримані результати вказують на те, що Всесвіт молодший, ніж показують розрахунки з фонового мікрохвильового випромінювання, проведені Planck Collaboration «, — пояснив висновки головний автор дослідження Гу Цин (Gu Qing).