…ведь за деревьями леса-то и не видать.
Упрямство глупости толкает к пропасти
И мы летим, вращая лопасти.
Глазами видим, ушами хлопаем
И как амброзию мы глупость лопаем.
В.К. Пролог.
Пример двуликий, решайте сами,
Ведь вы же сами всегда с усами.
Карликовые галактики отклонились от стандартной космологической модели.
Галактики — спутники Млечного Пути оказались довольно недолговечными. Это противоречит стандартной космологической модели, по которой тёмная материя должна обеспечивать крупные галактики большим числом спутников.
NGC 5477, типичная карликовая галактика-спутник (правда, не нашей Галактики) / © Wikimedia Commons.
В современной космологии есть достаточно трудно решаемый вопрос дефицита карликовых галактик. Дело в том, что звезды в краях галактических дисков имеют довольно большую скорость вращения вокруг центров галактик — широко известный эффект темной материи. По этим скоростям получается, что наш Млечный Путь при диаметре видимого диска в 100 тысяч световых лет должен быть погружен в сферическое гало из темной материи диаметром более 250 тысяч световых лет.
Однако в таком случае тёмная материя этого гало должна захватывать и удерживать много карликовых галактик-спутников — 500 штук в случае Млечного Пути. На практике вместо этого астрономы обнаружили только дюжину. Аналогичная картина наблюдается в других галактиках. Ясно, что это указывает на большие проблемы с нашим пониманием темной материи, но в чем именно заключаются проблемы — вопрос, который вызывает постоянные споры.
Часть физических теорий гласит, что причина этого — то, что в реальности карликовые галактики-спутники образуются только при наличии достаточно крупной чёрной дыры в центре, а поскольку подобные модели ограничивают конкретное число таких объектов на галактику нашей массы, то и никаких 500 галактик-спутников у неё быть не может. Но в рамках стандартной космологической модели наших дней таких ограничений нет, поэтому у неё проблема расхождения предсказаний теоретически предсказанного числа карликовых галактик и их наблюдаемого числа — одна из самых острых.
В новой работе, опубликованной в Monthly Notices of the Royal Astronomical Society, предложен достаточной свежий взгляд на проблему. Авторы исследования использовали наблюдения космического телескопа «Гайя», чтобы сравнить орбитальные энергии карликовых галактик-спутников. На такие энергии непосредственно влияет скорость движения галактики-спутника вокруг Млечного Пути. Одна из самых низких таких энергий наблюдается у карликовой эллиптической галактики в Стрельце (ближайшей к нам из всех спутников). По её динамике понятно, что она стала спутником примерно пять-шесть миллиардов лет назад.
А вот у спутников с более удалённой от нашей Галактики орбитой ситуация с орбитальной энергией иная: она много выше, чем у упомянутой эллиптической галактики в Стрельце. У многих из них скорости звёзд показывают очень широкое распределение, указывающее на серьёзную нестабильность этих галактик. Исходя из этого, исследователи попробовали оценить время, когда они стали спутниками Млечного Пути. Расчёты показали цифру существенно ниже трёх миллиардов лет. При этом никаких действительно древних — более шести миллиардов лет — карликовых спутников найти не удалось.
Карликовых галактик-спутников у Млечного Пути найдено очень мало, буквально дюжина / © Wikimedia Commons.
Между тем, если исходить из стандартной космологической модели, гало из темной материи должно обеспечивать накопление таких спутников как минимум за последние 10 миллиардов лет. Получается, более ранние спутники куда-то делись — авторы предположили, что они разрушились из-за динамической нестабильности, вызванной взаимодействием с газом и гравитацией Млечного Пути и его окрестностей.
Проблема этого решения в том, что оно практически исключает возможность наличия заметных количеств темной материи в карликовых галактиках. Если бы она там была, то стабилизировала бы галактики-спутники и не позволяла им разрушаться со временем. Это достаточно необычный вывод, поскольку в стандартной космологической модели совершенно неясно, за счёт чего сразу множество галактик как минимум в наших окрестностях могут быть свободными от темной материи. Более того: такая модель неизбежно ставит вопрос о том, где в таком случае множество предсказанных ею карликовых галактик-спутников — примерно 500 в случае Млечного Пути. Если раньше казалось, что их была дюжина, то теперь это число приближается к нулю, усугубляя проблему карликовых галактик в космологии.
По материалам: https://naked-science.ru/artic...
Карликовые галактики без темной материи? Новые гипотезы, выдвинутые с помощью Gaia.
Вокруг нашей Галактики вращается множество небольших, тускло освещённых галактик. Это так называемые карликовые галактики, которые долгое время считались древними спутниками Млечного Пути, вращающимися вокруг него уже почти 10 млрд. лет.
Карликовые галактики вокруг Млечного Пути.
Новое исследование, основанное на данных раннего выпуска 3 спутника Gaia ЕКА от декабря 2020 г., показывает, что это не совсем так. Более того, оно показывает, что большинство карликовых галактик может быть разрушено вскоре после их вхождения в галактическое гало. А многие из тех галактик, которые мы наблюдаем в настоящее время, возникли на поздних этапах истории Галактики, и это согласуется с отсутствием темной материи.
Исследование, проведённое под руководством астрономов из обсерватории Paris-PSL, Национального центра научных исследований (CNRS) и Потсдамского астрофизического института имени Лейбница (AIP), поднимает важные вопросы о стандартной космологической модели, в частности, о распространённости темной материи в гало нашего Млечного Пути.
Карта всего неба, созданная на основе данных о более чем 1,8 млрд. звёзд, каталогизированных спутником Gaia ЕКА в рамках Early Data Release 3.
Карликовые галактики, запечатлённые в последнее время.
Гипотеза о том, что карликовые галактики вокруг Млечного Пути являются древними спутниками, вращающимися вокруг него в течение 10 млрд. лет, предполагала наличие в них огромного количества темной материи, защищающей их от огромного приливного воздействия сильного гравитационного притяжения Галактики. Поэтому предполагалось, что наличие темной материи является причиной наблюдаемых больших различий в скорости звёзд в этих карликовых галактиках.
Однако данные EDR3 Gaia показали совершенно иной взгляд на свойства карликовых галактик. В частности, учёные использовали энергию орбиты в качестве параметра для датировки их истории. Оказалось, что объекты, захваченные на ранних этапах формирования Млечного Пути, когда он был еще менее массивным, имеют более низкую орбитальную энергию, чем те, которые были захвачены в галактическое гало недавно.
Gaia подтверждает, что орбитальные энергии большинства карликовых галактик, вращающихся вокруг Млечного Пути, на удивление больше, чем у карликовой галактики Стрельца, которая, как мы знаем, попала в гало 5-6 млрд. лет назад. Это означает, что большинство карликовых галактик появилось гораздо позже, менее трёх миллиардов лет назад.
Последствия: галактики вне равновесия.
Столь недавнее прибытие предполагает, что соседние карликовые галактики находятся за пределами гало. В этой области почти все карликовые галактики содержат огромные запасы нейтрального газа. Богатые газом галактики потеряли свой газ при столкновении с горячим газом галактического гало. Сильные удары и турбулентность, возникшие при этом, полностью изменили карликовые галактики.
Если раньше в богатых газом карликовых галактиках доминировало вращение газа и звёзд, то когда они становятся безгазовыми системами, их гравитация уравновешивается случайными движениями оставшихся звёзд.
Карликовые галактики теряют свой газ в процессе, который настолько интенсивен, что выводит их из равновесия. То есть скорость движения звёзд перестаёт быть равновесной с их гравитационным ускорением. Совместное влияние потери газа и гравитационных ударов, вызванных погружением в Млечный Путь, объясняет диффузные скорости звёзд в остальной части карликовой галактики.
Роль темной материи и вопросы, оставшиеся без ответа.
Отсутствие равновесия не позволяет оценить динамическую массу карликовых галактик Млечного Пути, а также содержание в них темной материи. Более того, если в предыдущем сценарии, предполагавшем, что карликовые галактики являются древними спутниками, тёмная материя "защищала" их предполагаемую стабильность, то теперь разговоры о темной материи становятся почти "слишком" для этих неравновесных объектов. На самом деле, если бы карликовая галактика уже содержала большое количество темной материи, то она стабилизировала бы её первоначальный диск вращающихся звёзд, предотвратив её превращение в галактику со случайными движениями звёзд, что мы и наблюдаем.
В то же время гипотеза о недавнем выходе карликовых галактик на орбиту и превращении их в гало хорошо объясняет многие наблюдаемые свойства этих объектов, в частности, почему они имеют звезды на большом расстоянии от своего центра. Их свойства кажутся совместимыми с отсутствием темной материи, что противоречит сложившемуся представлению о карликовых галактиках как об объектах, в которых наиболее сильно преобладает тёмная материя.
В связи с этим возникает ряд вопросов. Прежде всего, где сейчас находится множество карликовых галактик с преобладанием темной материи, которые стандартная космологическая модель предсказывает вокруг Млечного Пути. И затем, какие наблюдения могут помочь нам отличить неравновесные карликовые галактики, идентифицированные по данным Gaia, от тех, которые соответствуют классической картине и в которых доминирует тёмная материя.
С препринт-версией статьи, описывающей данное исследование, принятой к публикации в Monthly Notices of the Royal Astronomical Society, можно ознакомиться здесь.
По материалам: https://new-science.ru/karliko...
Оценили 2 человека
4 кармы