"Противовес" темной материи замедляет вращение галактической перемычки Млечного Пути, - ученые

Согласно новому исследованию ученых из Лондонского университета и Оксфордского университета, вращение галактической перемычки Млечного Пути, состоящей из миллиардов звезд, сгруппированных в скопления, замедлилось примерно на четверть с момента ее образования, сообщает SciTechDaily

В течение 30 лет астрофизики предсказывали такое замедление, но это впервые, когда они смогли оценить масштабы замедления.

Ученые говорят, что новые данные позволяют взглянуть по-новому на природу темной материи, которая действует как противовес, замедляющий вращение.

Ученые проанализировали наблюдения космического телескопа Gaia за большой группой звезд, потоком Геркулеса, которые находятся в резонансе с перемычкой, то есть они вращаются в галактике с той же скоростью, что и перемычка.

Эти звезды гравитационно захвачены вращающейся перемычкой. То же самое происходит с троянскими астероидами Юпитера, движущихся вокруг Солнца почти в окрестностях точек Лагранжа L₄ и L₅ Юпитера в орбитальном резонансе 1:1. Если вращение перемычки замедлится, можно ожидать, что эти звезды переместятся дальше по галактике, сохраняя свой орбитальный период, совпадающий с периодом вращения перемычки.

Млечный Путь — это спиральная галактика с перемычкой, с толстой полосой звезд посередине и спиральными рукавами, проходящими через диск за пределами перемычки. Перемычка вращается в том же направлении, что и галактика.

Ученые обнаружили, что звезды в потоке несут химический отпечаток — они богаче тяжелыми элементами (металлами). Это говорит о том, что они путешествуют из центра галактики, где звезды и звездообразующий газ примерно в 10 раз богаче металлами, чем на окраинах Млечного Пути.

Используя эти данные, ученые пришли к выводу, что перемычка, состоящая из миллиардов звезд и триллионов масс Солнца, замедлила свое вращение как минимум на 24% с момента своего образования.

"Астрофизики давно подозревали, что вращающаяся перемычка в центре нашей галактики замедляется, но мы нашли первые доказательства этого", — говорит Ральф Шонрих из Лондонского университета.

"Противовес, замедляющий это вращение, должно быть темная материя. До сих пор мы могли сделать вывод о темной материи, только нанося на карту гравитационный потенциал галактик и вычитая вклад видимой материи".

"Наше исследование обеспечивает новый тип измерения темной материи — не ее гравитационной энергии, а ее инертной массы (динамического отклика), которая замедляет вращение перемычки", — говорит Шонрих.

"Наше открытие представляет собой серьезную проблему для альтернативных теорий гравитации, поскольку в них отсутствует темная материя в гало, они предсказывают отсутствие или значительно меньшее замедление перемычки", — говорит Римпей Чиба из Оксфордского университета.

Считается, что Млечный Путь, как и другие галактики, заключен в гало темной материи, которое простирается далеко за видимые границы галактики.

Темная материя невидима, и ее природа неизвестна, но о ее существовании можно судить по тому, что галактики ведут себя так, как если бы они были покрыты значительно большей массой, чем мы можем видеть. Считается, что во Вселенной примерно в пять раз больше темной материи, чем обычной видимой материи.

Альтернативные теории гравитации, такие как модифицированная ньютоновская динамика, отвергают идею темной материи, вместо этого пытаясь объяснить противоречия, подправив общую теорию относительности Эйнштейна.