RW Space

Согласно данным рентгеновской обсерватории «Чандра», работу которой курирует NASA, астрономы обнаружили то, что никогда не наблюдали раньше. Речь идет от галактике, которая была изолирована от остальных в течение миллиардов лет, в результате чего ее «сердце» буквально превратилось в сгусток темной материи. Результаты нового исследования были опубликованы 1 июня 2019 года в новом выпуске Astrophysical Journal.

Галактика, известная как Маркариан 1216 (сокращенно Mrk 1216), содержит звезды, которые находятся в пределах 10% от возраста Вселенной, то есть им почти столько же лет, сколько и самой Вселенной. Ученые обнаружили, что она прошла эволюцию, отличную от типичных галактик, как с точки зрения находящихся в ней звезд, так и наличия в ней невидимой темной материи, которая благодаря гравитации удерживает галактику. Темная материя составляет около 85% материи во Вселенной не смотря на то, что ее обнаружение еще остается под вопросом.

Mrk 1216 принадлежит к семейству галактик эллиптической формы, которые плотнее заполнены звездами в своих центрах, чем большинство других галактик. Астрономы считают, что они произошли от красноватых компактных галактик, называемых «красными самородками», которые образовались примерно через миллиард лет после Большого взрыва, но затем остановились в своем росте около 10 миллиардов лет назад.

Если это объяснение верно, то темная материя в Mrk 1216 и ее галактические «кузены» также должны быть очень плотными. Чтобы проверить эту идею в первый раз, пара астрономов изучила яркость рентгеновского излучения и температуру горячего газа на разных расстояниях от центра Mrk 1216, что позволило им «взвесить» массу темной материи в центре галактики.

Когда ученые мы сравнили данные «Чандра» с компьютерными моделями, они обнаружили, что внутри галактики присутствует гораздо более сильная концентрация темной материи, чем в других галактиках с аналогичной общей массой. Это говорит о том, что история Mrk 1216 очень отличается от типичной галактики.

Согласно новому исследованию, гало или нечеткая сфера темной материи сформировалась вокруг центра Мрк 1216 примерно через 3 или 4 миллиарда лет после Большого взрыва. Ожидается, что это гало распространился на большую область, чем звезды в галактике. Образование такой красной самородной галактики является типичным для широкого круга эллиптических галактик, наблюдаемых сегодня. Однако, в отличие от Mrk 1216, большинство гигантских эллиптических галактик продолжали постепенно увеличиваться в размерах, тогда когда меньшие галактики слились с ними за определенное космическое время.

Данные об Mrk 1216 также предоставляют полезную информацию о темной материи. Так как темная материя никогда не наблюдалась напрямую, некоторые ученые задаются вопросом, существует ли она вообще. В этом исследовании Буоте и Барт (авторы работы) интерпретировали данные «Чандра», используя как стандартные, «ньютоновские» модели гравитации, так и альтернативную теорию, известную как модифицированная ньютоновская динамика, или «MOND», предназначенную для устранения потребности в темной материи в типичных галактиках. Результаты показали, что обе теории гравитации требовали примерно одинакового необычного количества темной материи в центре Mrk 1216, эффективно устраняя необходимость объяснения MOND.