"Противага" темної матерії сповільнює обертання галактичної перемички Чумацького Шляху, — учені

Згідно з новим дослідженням учених з Лондонського університету й Оксфордського університету, обертання галактичної перемички Чумацького Шляху, що складається з мільярдів зірок, згрупованих у скупчення, сповільнилося приблизно на чверть з моменту її утворення, повідомляє SciTechDaily

Протягом 30 років астрофізики передбачали таке уповільнення, але це вперше, коли вони змогли оцінити масштаби уповільнення.

Учені говорять, що нові дані дозволяють поглянути по-новому на природу темної матерії, яка діє як противага, що уповільнює обертання.

Учені проаналізували спостереження космічного телескопа Gaia за великою групою зірок, потоком Геркулеса, які розташовані в резонансі з перемичкою, тобто вони обертаються в галактиці з тією ж швидкістю, що і перемичка.

Ці зірки гравітаційно захоплені обертанням перемички. Те ж саме відбувається з троянськими астероїдами Юпітера, що рухаються навколо Сонця майже в околицях точок Лагранжа L₄ і L₅ Юпітера в орбітальному резонансі 1: 1. Якщо обертання перемички сповільниться, можна очікувати, що ці зірки перемістяться далі по галактиці, зберігаючи свій орбітальний період, що збігається з періодом обертання перемички.

Чумацький Шлях — це спіральна галактика з перемичкою, з товстою смугою зірок посередині і спіральними рукавами, що проходять через диск за межами перемички. Перемичка обертається в тому ж напрямі, що і галактика.

Учені виявили, що зірки в потоці несуть хімічний відбиток — вони багатшими важкими елементами (металами). Це говорить про те, що вони подорожують з центру галактики, де зірки і зіркоутворювальний газ приблизно в 10 разів багатшими металами, ніж на околицях Чумацького Шляху.

Використовуючи ці дані, учені дійшли висновку, що перемичка, яка складається з мільярдів зірок і трильйонів мас Сонця, сповільнила своє обертання як мінімум на 24% з моменту свого утворення.

"Астрофізики давно підозрювали, що обертання перемички в центрі нашої галактики сповільнюється, але ми знайшли перші докази цього", — каже Ральф Шонріх з Лондонського університету.

"Противага, що уповільнює це обертання, має бути темною матерією. Досі ми могли зробити висновок про темну матерію, тільки наносячи на карту гравітаційний потенціал галактик і віднімаючи внесок видимої матерії".

"Наше дослідження забезпечує новий тип вимірювання темної матерії — не її гравітаційної енергії, а її інертної маси (динамічного відгуку), яка сповільнює обертання перемички", — говорить Шонріх.

"Наше відкриття є серйозною проблемою для альтернативних теорій гравітації, оскільки в них немає темної матерії в гало, вони пророкують відсутність або значно менше уповільнення перемички", — говорить Рімпа Чіба з Оксфордського університету.

Вважається, що Чумацький Шлях, як і інші галактики, укладений у гало темної матерії, яке простягається далеко за видимі межі галактики.

Темна матерія невидима, і її природа невідома, але про її існування можна судити по тому, що галактики поводяться так, як коли б вони були покриті значно більшою масою, ніж ми можемо бачити. Вважається, що у Всесвіті приблизно в п'ять разів більше темної матерії, ніж звичайної видимої матерії.

Альтернативні теорії гравітації, такі як модифікована ньютонівська динаміка, відкидають ідею темної матерії, замість цього намагаючись пояснити суперечності, підправивши загальну теорію відносності Айнштайна.