Забудьте о темной материи: найдена галактика-призрак, которая «живет» без ключевого элемента Вселенной

Международная группа астрономов обнаружила новую галактику-призрак, которая не содержит темной материи.

Темная материя является неуловимой субстанцией, из которой, по мнению большинства астрофизиков, состоит большая часть Вселенной. Темная материя обеспечивает гравитационное взаимодействие, а также слияние и расширение галактик. Обнаружение галактик без темной материи вызывает недоумение у астрофизиков. Однако за последние 10 лет было обнаружено несколько подобных галактик. Все они относятся к типу ультрадиффузных галактик с малым количеством звезд и низкой светимостью.

Карликовая галактика под названием FCC 224 находится на расстоянии 65 млн световых лет от Земли на окраине галактического скопления Печи. Ее впервые обнаружили в 2024 году. Она интересна десятью яркими очень плотными звездными скоплениями. Обычно такое большое количество звездных скоплений можно наблюдать в более крупных галактиках с большим количеством темной материи.

CTIO/NOIRLab/DOE/NSF/AURA

В отличие от других аналогичных галактик, FCC 224 располагается не изолированно, а рядом с другими галактиками. Астрономы считают, что это свидетельствует о большей распространенности таких галактик во Вселенной.

«Ни одна из существующих моделей формирования галактик в рамках нашей стандартной космологической модели эволюции Вселенной пока не может объяснить, как возникла эта галактика», — отмечает руководитель одного из недавних исследований, доктор астрофизики в Технологическом университете Суинберна в Австралии, Мария Буццо.

Используя данные обсерватории Кека на Гавайях, Мария Буццо и команда астрофизиков отслеживали движение десятка звездных скоплений в пределах FCC 224. Полученные измерения подтвердили низкую скорость движения звезд в этих скоплениях, что доказывает, что галактика не имеет сильного гравитационного притяжения. Исследователи отмечают, что ни один из известных сценариев не может полноценно объяснить свойства FCC 224.

Другая группа астрономов под руководством Йимена Тана из Калифорнийского университета в Санта-Крузе сравнила FCC 224 с другими галактиками, в которых также может отсутствовать темная материя. Они сосредоточились на двух галактиках из группы NGC 1052 на расстоянии 65 млн лет от Земли в созвездии Кита.

По мнению астрономов, FCC 224 и галактики NGC 1052 могли образоваться в результате высокоскоростного столкновения галактик с большим содержанием газа. Газ в процессе столкновения отделился от темной материи. В этом отделенном газе начали формироваться звезды, что могло способствовать образованию нескольких галактик без темной материи.

Предыдущие исследования показали, что две галактики из группы NGC 1052, DF2 и DF4, принадлежат к сети из 7-11 галактик, в которых отсутствует темная материя. Они образовались в результате одного давнего столкновения. FCC 224, вероятно, также имеет галактику-близнеца. Одним из кандидатов является соседняя галактика FCC 240, которая, вероятно, имеет тот же размер, форму и ориентацию, что и FCC 224. Если будущие наблюдения подтвердят схожие свойства, это предоставит решающие доказательства в поддержку сценария столкновения и образования вследствие него FCC 224.

Еще один вариант предполагает, что FCC 224 могла образоваться в хаотической, высокоэнергетической среде, где интенсивное звездообразование из сверхмассивных звездных скоплений вытесняло темную материю из галактики.