Темна матерія вже десятиліттями вважається невидимим «каркасом», який утримує галактики разом. Саме її гравітація, за сучасними уявленнями, не дозволяє зоряним системам розпадатися під час обертання. Проте нові спостереження ставлять перед астрофізикою несподіване запитання: що, якщо деякі галактики можуть існувати без цієї невидимої складової?
Міжнародна команда дослідників із Yale University описала галактику NGC 1052-DF9, яка, ймовірно, майже не містить темної матерії. Вона стала ще одним елементом у загадковому «ланцюгу» подібних об’єктів, до якого вже входять NGC 1052-DF2 та NGC 1052-DF4. Усі ці галактики мають надзвичайно низьку щільність: вони розтягнуті в просторі, містять відносно мало зір і виглядають майже прозорими на тлі інших космічних об’єктів.
Перші підозри виникли ще після відкриття DF2 у 2018 році. Попри розміри, співставні з Чумацьким Шляхом, вона містила у сотні разів менше зір. Найдивовижніше — швидкість руху цих зір виявилася значно нижчою, ніж очікувалося. Вона повністю пояснювалася звичайною гравітацією, без необхідності залучати додаткову масу темної матерії.
Це відкриття стало серйозним викликом для альтернативної теорії, відомої як Modified Newtonian Dynamics. Вона намагається пояснити поведінку галактик не через існування невидимої матерії, а через зміну законів гравітації на дуже малих прискореннях. Однак у випадку DF2 і подібних об’єктів ця модель не спрацювала: їхня динаміка не потребує жодних «модифікацій» законів Ньютона.
Подальші спостереження, зокрема за допомогою Hubble Space Telescope, підтвердили правильність вимірювань і відстаней до цих галактик. А відкриття нових об’єктів, таких як DF4 і DF9, показало, що це не випадковість, а ціла система, пов’язана спільним походженням.
Щоб пояснити це явище, вчені звернулися до так званого сценарію «Bullet Dwarf» — моделі зіткнення карликових галактик. Згідно з цією гіпотезою, дві багаті на газ галактики можуть зіткнутися на величезній швидкості. У такому процесі темна матерія, яка взаємодіє лише гравітаційно, проходить крізь іншу галактику майже безперешкодно. Натомість звичайна речовина — газ і пил — стикається, гальмується і концентрується.
У результаті такого зіткнення газ відокремлюється від темної матерії, формуючи нові зорі та створюючи витягнуту структуру з кількох галактик. Саме так, за припущенням дослідників, могли утворитися DF2, DF4 і NGC 1052-DF9 — як частини одного «хвоста», що залишився після катастрофічної події.
Цей сценарій має важливе значення для сучасної космології. Він не лише підтверджує, що темна матерія є окремою фізичною субстанцією, яку можна відокремити від звичайної матерії, але й демонструє, наскільки динамічним і «жорстким» може бути процес формування галактик.
Попереду ще багато роботи. Вчені планують дослідити інші галактики в цьому ланцюгу, щоб підтвердити їхню динаміку та походження. Але вже зараз відкриття NGC 1052-DF9 дає потужний аргумент на користь існування темної матерії і водночас показує, що Всесвіт здатен створювати структури у спосіб, який ще донедавна здавався неможливим.