Галактики без темної матерії насправді існують?

Велика частина матерії у Всесвіті прихована від наших очей і інструментів. Більш того, існування загадкової темної матерії і таємничої темної енергії на сьогоднішній день не доведено. Незабаром після Великого вибуху, близько 14 мільярдів років тому, рання Всесвіт розширювався з неймовірною швидкістю. Згідно Загальної теорії відносності Альберта Ейнштейна, з плином часу швидкість розширення Всесвіту мала сповільнитися, проте в реальності все рівно навпаки — швидкість розширення Всесвіту лише збільшується. Щоб пояснити причину, по якій це відбувається, фізики ввели поняття темної енергії — сили, відповідальної за прискорення розширення Всесвіту. Але що, в такому випадку, являє собою темна матерія? І якщо вона дійсно існує, то чи можуть на просторах космічного океану існувати галактики без неї? В кінці 2019 року вченим вдалося довести існування принаймні однієї з таких галактик. Але про що це говорить?

У астрофізиці поняття темної матерії введено, щоб вирішити деякі невідповідності між спостереженнями і теорією. Першим вказівкою на існування темної матерії стали дані про те, з якою швидкістю рухаються галактики в галактичних скупченнях. Виявилося, вони переміщаються набагато швидше, ніж можна було б очікувати, грунтуючись на масі тільки видимої речовини. Але якщо допустити, що крім зірок, пов’язаного з ними газу та інших відомих форм речовини, в скупченнях також присутня певна кількість невідомої матерії, то гравітаційного впливу темної матерії може виявитися достатнім для того, щоб відповідати спостереженнями.

Галактики і темна матерія

Астрономам практично вдалося підтвердити існування галактики без темної матерії. Відкриття вчених, крім іншого, піднімає фундаментальні питання про те, як такі дивні галактики взагалі формуються. В ході дослідження, опублікованого на сервері препринтів arXiv, вчені використовували космічний телескоп Hubble для отримання нових зображень примарною галактики NGC 1052-DF4 (або DF4 для стислості). Отримавши свіжі дані, дослідники виявили найяскравіші червоні гіганти в цій галактиці (TRGB). Оскільки всі зірки TRGB світять з однаковою яскравістю при перегляді в інфрачервоному діапазоні, єдине, що має впливати на те, наскільки яскравими вони здаються — це відстань до нашої планети. Згідно з результатами проведеного дослідження, воно становить 61 мільйон світлових років.

Нагадаю, в минулому астрономи підтвердили майже повна відсутність темної матерії в галактиці NGC 1052-DF2 (DF2 для стислості). Вважається, що темна матерія, яку вчені поки не можуть зафіксувати за допомогою наявних інструментів, становить близько 27% всієї маси Всесвіту, але її властивості як і раніше не відомі. Вся справа в тому, що темна матерія ніяк не бере участі в електромагнітній взаємодії, а тому недоступна для прямого спостереження. Електромагнітна взаємодія існує між частками, що володіють електричним зарядом.

Існування галактик DF4 і DF2 вказує на альтернативний спосіб формування галактик. Більш того, автори роботи переконані, що обидві галактики навіть піднімають питання про те, чи розуміємо ми, що таке галактика. На даний момент вважається, що галактики починають свій життєвий шлях з темної матерії і саме з цієї причини можуть гравітаційно притягувати величезна кількість газу і пилу, необхідних для початку процесу зореутворення. Детальніше про те, як формуються зірки, планети і галактики, читайте в нашому цікавому матеріалі. А щоб завжди бути в курсі останніх наукових відкриттів астрономії, підписуйтесь на наш канал в Google News.

Не дивно, що якщо прибрати з рівняння темну матерію, то астрономи і зовсім перестануть розуміти, як буде відбуватися зореутворення в галактиках. Все, що вони можуть сказати — це те, що на початку формування цих незвичайних галактик повинен був існувати дуже щільний газ, тому що інакше в галактиках просто не змогли б народитися нові зірки. Галактики живі рівно до тих пір, поки в них народжуються нові зірки.

Але чи достатньо отриманих результатів для того, щоб раз і назавжди довести, що галактики DF4 і DF2 без темної матерії? Автори роботи дуже на це сподіваються. Але в той же самий час визнають, що «екстраординарні заяви вимагають екстраординарних доказів». Ще одним приводом дещо скептично поставитися до такого гучного заявою служить недавня історія про астрономів, які довели існування неможливою чорної діри. Правда, після того, як дослідження було опубліковано в науковому журналі, пізніше його відкликали, оскільки розрахунки виявилися не вірні. І це — абсолютно нормальна ситуація в світі захоплюючих наукових досліджень. Джерело