Темна матерія — невід’ємна частина сучасної космології, науки про наш всесвіт з плином часу. Астрономи вважають, що галактики – величезні зоряні острови, які є будівельними блоками нашого всесвіту, – починають формуватися через скупчення темної матерії. Тому темна матерія пронизує наш всесвіт. Ось чому в 2019 році, після того як міжнародна команда астрономів виявила шість галактик без темної матерії, колеги порадили їм провести повторні вимірювання — напевно вони її знайдуть.
Дослідники вивчали галактику agc 114905 за допомогою найсучаснішого обладнання радіообсерваторії very large array в нью-мексико (сша). Але, тим не менш, вони не змогли виявити жодних ознак темної матерії.
Agc 114905, яку спостерігали астрономи, розташована від землі на відстані 76 мегапарсеків (248 мільйонів світлових років) у сузір’ї риб. Її розміри схожі з нашою галактикою, але вона відноситься до ультрадифузним (з вкрай низькою світністю) карликовим галактикам. Справа не в габаритах, а в її яскравості: вона містить в 1000 разів менше зірок, ніж чумацький шлях.
багата газом ультрадифузна галактика agc 114905: випромінювання від зірок позначено синім кольором, зелені хмари — це нейтральний водень. Зображення: javier román / pavel mancera piña
Коли астрономи закінчили свої спостереження — вони тривали з липня по жовтень 2020 року, — і нанесли результати на карту, то підтвердилися більш ранні спостереження.
Вчені побудували графік швидкості обертання газу, що рухається навколо центру галактики на різних відстанях від нього. Такий вид графіка називається кривою обертання. Майже для кожної галактики, виміряної у всесвіті, крива її обертання показує необхідність присутності темної матерії, яка утримує галактику разом, навіть якщо її газ обертається занадто швидко в зовнішніх областях. Але в agc 114905 для пояснення руху газу не потрібно ніякої темної матерії.
Тепер перед астрономами постала проблема: теорія свідчить, що в agc 114905 повинна знаходитися темна матерія, але безпосередні спостереження стверджують зворотне.
Одним з ймовірних пояснень ситуації може бути наявність великої галактики поблизу від спостережуваної — вона могла відокремити темну матерію від agc 114905. Але і тут є проблема-таких галактик поруч просто немає.
pv-діаграма для галактики agc 114905. Зображення: p. E. M. Piña et al./ arxiv.org, 2021
Є і ще одне пояснення. Якщо кут, під яким, на думку астрономів, вони спостерігають agc 114905, неточний, це може спотворити результати. Але в конкретній ситуації відхилення повинно бути занадто великим, щоб пояснити відсутність темної матерії.
В даний час команда астрономів повертається до вихідної партії з шести галактик, в яких не було темної матерії, і вибирає іншу для аналізу. Якщо вони теж не знайдуть в ній слідів темної матерії, це зробить їх аргументи ще більш переконливими.
Це дослідження — не одиничний випадок. Раніше, наприклад, в єльському університеті виявили галактику, в якій майже не було темної матерії. Але сучасні методи спостереження більш надійні.
