Светлое пятно во Вселенной. Ученые обнаружили галактику почти без темной материи

Темная материя считается клеем, который скрепляет галактики, но несколько лет назад группа астрономов заявила, что нашла галактику, в которой нет темной материи. Другие ученые позже утверждали, что это была ошибка вычислений, но теперь первая группа ученых использовала телескоп Хаббл, чтобы подтвердить свои выводы, сообщает New Atlas

В 2018 году группа астрономов из Йельского университета объявила об открытии DF2, карликовой галактики, которая, по-видимому, у которой не было темной материи или, по крайней мере, ее было очень мало. После это встал вопрос, как галактика вообще могла образоваться без этого важного клея, скрепляющего ее.

В следующем году независимая группа ученых проверила работу команды Йельского университета и провела собственный анализ, сделав вывод, что DF2 имеет нормальное количество темной материи. И теперь первоначальная команда ученых изучила галактику более подробно и говорит, что они были правы с самого начала — DF2 испытывает дефицит темной материи.

Несоответствие в выводах сводится к расстоянию. Все измерения содержания темной материи в галактике зависят от того, насколько далеко галактика находится от Земли, и это основная причина противоречий между двумя группами ученых.

Первоначальное исследование показало, что DF2 находится на расстоянии около 64 миллионов световых лет от нас, основываясь на колебаниях поверхностной яркости, которые измеряют разницу распределения света звезд. Из этого ученые смогли сделать вывод о массе галактики и обнаружили, что видимые звезды составили почти всю ее массу. Для темной материи не оставалось "места".

Но во втором исследовании астрономы из Института астрофизики Канарских островов (IAC) в Испании пересмотрели это расстояние до 42 миллионов световых лет. Они использовали пять разных методов, чтобы прийти к этой цифре, и обнаружили, что галактика, вероятно, намного ближе, но содержит меньше звезд. Когда галактику исследовали повторно, выяснилось, что на ее звезды приходится только около четверти ее массы, что указывает на нормальное соотношение обычной материи и темной материи.

Теперь первоначальная команда Йельского университета собрала больше данных, чтобы попытаться более точно измерить расстояние до DF2 и содержание в ней темной материи. Астрономы использовали телескоп Хаббл, чтобы сделать снимки галактики с более длительной экспозицией для более лучшего качества изображений.

Ученые сосредоточили свое внимание на красных звездах-гигантах на окраинах галактики DF2. Эти стареющие звезды обладают внутренней яркостью, что позволяет астрономам определять, насколько они далеко, измеряя их видимую яркость. Этот метод называется вершиной ветви красных гигантов (TRGB) и считается одним из самых точных.

Ученые из Йельского университета говорят, что метод TRGB не только подтверждает их первоначальное открытие, что в DF2 очень мало темной материи, но теперь ученые узнали, что галактика находится дальше, чем они думали — 72 миллиона световых лет от Земли.

По их расчетам, галактика DF2 почти такого же размера, как и Млечный Путь, но гораздо более рассеянная, содержащая только 0,5 процента звезд и самое большее 0,25 процента темной материи.

Однако в этой истории есть еще одна необычная деталь. Метод TRGB был одним из тех, которые использовались командой IAC, чтобы прийти к выводу, что галактика находится намного ближе. Как эти две команды ученых достигли совершенно разных результатов, еще предстоит узнать. Если в DF2 действительно мало темной материи, это будет иметь серьезные последствия для космологии, говорят ученые.

Считается, что гравитационное притяжение темной материи играет ключевую роль в формировании галактик, так как же DF2 образовалась без темной материи? Одно недавнее исследование предлагает объяснение: DF2 и DF4 — соседняя карликовая галактика, в которой также мало темной материи, — возможно, лишились своей темной материи из-за приливных сил из гораздо более крупной соседней галактики.

Ученые говорят, что будущие исследования должны быть сосредоточены на поиске других галактик, в которых отсутствует темная материя, что может помочь раскрыть эти тайны.