Это новое исследование ставит целью разрешить неоднозначность, существующую в этой научной области. В результате предыдущих наблюдений учеными было установлено соотношение между массой центральной ЧД и суммарной массой всех звезд в эллиптических галактиках. Однако более недавние исследования указывают на строгую корреляцию между массами центральных ЧД и состоящих из темной материи гало эллиптических галактик. До сих пор ученым не было ясно, какое из этих двух соотношений имеет решающее значение.
Изучив свыше 3000 эллиптических галактик, Богдан и его коллега Анди Гудлинг из Принстонского университета пришли к выводу, что в таких галактиках зависимость между массой гало, состоящего из темной материи, и массой центральной ЧД выражена более явно, чем зависимость между суммарной массой всех звезд галактики и массой центральной ЧД.
Эта зависимость может быть связана с особенностями формирования эллиптических галактик, говорят ученые. Эллиптическая галактика формируется в результате слияния меньших по размерам галактик, при этом звезды и темная материя исходных галактик перемешиваются между собой. Так как масса темной материи в галактиках существенно превосходит массу нормальной материи, то темная материя «сжимает» вновь образовавшуюся галактику, управляя ростом её центральной ЧД.
Astronews, 19 февраля 2015
http://astronews.ru/cgi-bin/mng.cgi?page=news&news=6953
Журнал The Astrophysical Journal. 2015
Акос Богдан Гарвард-Смитсоновский астрофизический центр, США.
Глава 11-17-2
В ранних галактиках обнаружили нехватку темной материи
Март 2017
Международная группа астрономов обнаружила шесть древних галактик с чрезвычайно малой долей темной материи в них. На необычное свойство указала скорость вращения звезд в них. Это означает, что в ранней Вселенной барионная материя конденсировалась в центрах гало темной материи эффективнее, чем сейчас. Ученые отмечают, что подобные наблюдения помогут уточнить модель возникновения галактик, подобных Млечному Пути, — по своим параметрам обнаруженные объекты напоминают нашу Галактику такой, какой она была десять миллиардов лет назад. Исследование опубликовано в Nature.
Модель возникновения галактик описана сейчас лишь в общих чертах. Согласно одной из общепризнанных теорий галактики возникают из слияния нескольких звездных скоплений. Концентрирование обычной (барионной) материи ассоциировано с образованием гало темной материи вокруг галактики. На существование этого гало у галактик-ровесниц Млечного Пути указывает необычное распределение скоростей вращения звезд. Если бы гало отсутствовало, то удаление от центра галактики приводило бы к постепенному снижению скорости материи диска. Однако, согласно наблюдениям, эта скорость растет с удалением от центра, выходя на плато. Объяснить это удается лишь с помощью введения темной материи, плотность которой растет вблизи границ галактики.
Авторы новой работы обнаружили шесть крупных галактик, в которых скорость барионной материи падает с удалением от центра. Находка была сделана в рамках обзора сотни удаленных галактик с помощью 8,2-метрового Очень большого телескопа (VLT) Южной европейской обсерватории. Все они относятся к пиковому периоду формирования звезд — примерно 10 миллиардам лет назад. Ученые оценивали скорость вращения разных участков галактик по доплеровскому сдвигу излучения атомарного водорода в их составе. Огромное разрешение VLT позволило определить сдвиг для отдельных частей галактических дисков.
Эти галактики можно назвать идеальными объектами исследования по двум причинам. Во-первых, они обладают среднестатистическими темпами звездообразования для своей эпохи — 50-200 масс Солнца в год. Во-вторых, их масса примерно соответствует массе Млечного Пути или слегка ее превышает. Таким образом, вероятно, это не экзотические объекты, поведение которых может быть связано с неизвестными факторами, а вполне стандартные галактики своей эпохи. Это помогут подтвердить наблюдения и статистический анализ.