Розкрита космологічна загадка галактик-супутників Чумацького Шляху

Астрономи кажуть, що вони розв’язувати видатну проблему, яка поставила під сумнів наше розуміння того, як еволюціонував Всесвіт, — просторовий розподіл слабких галактик-супутників, що обертаються навколо Чумацького Шляху. Ці галактики-супутники демонструють дивне вирівнювання — вони, здається, лежать на величезній тонкій обертовій площині, яка називається «площиною супутників».

Це, здавалося б, малоймовірне розташування спантеличило астрономів більше ніж 50 років, що змусило багатьох поставити під сумнів дійсність стандартної космологічної моделі, яка прагне пояснити, як Всесвіт став виглядати так, як він виглядає сьогодні. Тепер нове дослідження під керівництвом Університетів Дарема, Великобританія, і Гельсінкі, Фінляндія, виявило, що площина супутників є космологічною примхою, яка з часом розчиниться, так само як змінюються зоряні сузір’я.

Їхні дослідження усувають проблему, яку створює супутникова площина, для стандартної моделі космології. Ця модель пояснює формування Всесвіту та те, як галактики, які ми бачимо зараз, поступово сформувалися всередині згустків холодної темної матерії — загадкової речовини, яка становить близько 27% Всесвіту.

Супутники Чумацького Шляху, здається, розташовані в неймовірно тонкій площині, що пронизує галактику, і, як не дивно, вони також обертаються в узгодженому та довгоіснуючому диску. Немає відомого фізичного механізму, який міг би зробити супутники літаками. Замість цього вважалося, що галактики-супутники повинні бути розташовані в приблизно круглій конфігурації, що простежує темну матерію.

Відтоді, як у 1970-х роках було відкрито площину супутників, астрономи марно намагалися знайти подібні структури в реалістичних суперкомп’ютерних моделях, які відстежують еволюцію Всесвіту від Великого вибуху до наших днів. Той факт, що розташування супутників неможливо пояснити, привів дослідників до думки, що теорія формування галактик із холодною темною матерією може бути помилковою.

Однак це останнє дослідження показало, що астрономи використали нові дані з космічної обсерваторії Gaia Європейського космічного агентства. Gaia складає шестивимірну карту Чумацького Шляху, забезпечуючи точні вимірювання положення та руху приблизно одного мільярда зірок у нашій галактиці (приблизно 1% від загальної кількості) та її супутникових систем.

Ці дані дозволили вченим спроєктувати орбіти галактик-супутників у минуле та майбутнє та побачити, як площина формується та розчиняється за кілька сотень мільйонів років — лише мить ока в космічному часі. Дослідники також шукали нові, спеціально розроблені космологічні симуляції для доказів площин супутників.

Вони зрозуміли, що попередні дослідження, засновані на моделюванні, були введені в оману через те, що вони не враховували відстані супутників від центру Галактики, через що віртуальні супутникові системи виглядали набагато круглішими, ніж реальні. Беручи це до уваги, вони знайшли кілька віртуальних Чумацьких Шляхів, які можуть похвалитися площиною супутникових галактик, дуже схожою на ту, яку можна побачити в телескопи.

Дослідники кажуть, що це усуває одне з головних заперечень щодо вірогідності стандартної моделі космології та означає, що концепція темної матерії залишається наріжним каменем нашого розуміння Всесвіту. Співавтор дослідження, професор Карлос Френк, професор фундаментальної фізики Огдена в Інституті обчислювальної космології Даремського університету, Велика Британія, сказав: «Дивне розташування галактик-супутників Чумацького Шляху в небі бентежило астрономів протягом багатьох десятиліть. що він вважався таким, що кидає глибокий виклик космологічній ортодоксії.

«Але завдяки дивовижним даним із супутника Gaia та законам фізики ми тепер знаємо, що літак — це лише випадкове вирівнювання, питання перебування в потрібному місці в потрібний час, як і сузір’я зірок у небо. «Поверніться через мільярд років, і літак розпадеться, як і сьогоднішні сузір’я.

«Ми змогли усунути одну з головних невирішених проблем теорії холодної темної матерії. Вона продовжує надавати надзвичайно точний опис еволюції нашого Всесвіту».

Провідний автор дослідження доктор Тілль Савала з Університету Гельсінкі сказав: «Літак із супутниками був справді вражаючим.

«Мабуть, не дивно, що головоломка, яка вирішувалася майже п’ятдесят років, потребувала поєднання методів для її розв’язання — і міжнародної команди, яка об’єдналася».