Загадочная темная галактика не излучает видимого света, говорят ученые
Галактики бывают разных форм и размеров, но основные составляющие кажутся довольно постоянными. Обычно в центре находится большая черная дыра, куча звезд и газа, а также большое количество темной материи, которая помогает склеить все это воедино.
Хотя темная материя, ну, темная, звезды , газ и вращающееся ядро нагретого материала выделяются лучезарной красотой ночного города.
Однако одна недавно открытая карликовая галактика, расположенная всего в 94 миллионах световых лет от нас, бросает вызов ожиданиям. Он называется FAST J0139+4328 и не излучает оптического света. На самом деле, она вообще почти не излучает света.
FAST J0139+4328, похоже, является так называемой темной галактикой. Если не считать небольшого количества звезд, галактика, похоже, почти полностью состоит из темной материи. Статья, описывающая открытие, была принята к публикации в The Astrophysical Journal Letters и доступна на сервере препринтов arXiv.
«Эти находки служат доказательством того, что FAST J0139+4328 является изолированная темная карликовая галактика», — пишет группа астрономов во главе с Цзинь-Лонг Сюй из Китайской академии наук в Пекине. «Это первый случай, когда в соседней Вселенной была обнаружена изолированная темная галактика».
Темная материя в настоящее время является ведущим объяснением странного несоответствия между количеством нормальной, или барионной, материи, наблюдаемой во Вселенной. уголки Вселенной и сила гравитации, необходимая, чтобы удерживать ее вместе. Проще говоря, барионной материи недостаточно, чтобы объяснить всю гравитацию. Галактики вращаются так быстро, что должны разлететься, если их не свяжет что-то еще.
Что бы ни отвечало за эту дополнительную гравитацию, остается неясным. Кажется, что он никак не взаимодействует с обычной материей, кроме как посредством гравитации; и при этом он не излучает какую-либо форму излучения, которую мы можем обнаружить в настоящее время. Мы просто не можем видеть источник этой дополнительной массы. Тем не менее, резервирование места для какого-то неизвестного материала имеет большое значение для решения проблем, которые мы наблюдаем.
Однако теория темной материи тоже не идеальна. Одной из проблем является несоответствие между моделированием распределения темной материи во Вселенной и количеством карликовых галактик, которые мы видим там, вращающихся вокруг более крупных галактик. Карликовых галактик гораздо меньше, чем предполагалось в симуляциях. Это известно как проблема карликовых галактик.
Возможно, мы просто не в состоянии обнаружить некоторые виды карликовых галактик, например, с очень небольшим количеством звезд, состоящих в основном из газа и темной материи. Обнаружение достаточного количества таких галактик помогло бы решить всю проблему нехватки карликовых галактик.
Было идентифицировано несколько кандидатов в темные галактики, но они очень близки к другим структурам, поэтому их трудно отличить от вырванных на свободу сгустков обломков. более сильными гравитационными силами.
Идеальный кандидат в темную галактику должен дрейфовать сам по себе, изолированный в космосе, где его принадлежность не может быть ошибочной.
Для поиска такой галактики Сюй и его коллеги использовали сферический радиотелескоп с пятисотметровой апертурой (FAST) в Китае. Они использовали телескоп во время перерывов в его графике наблюдений в качестве «заполнителя» для поиска радиоизлучения больших облаков нейтрального атомарного водорода (HI) в межгалактическом пространстве в поисках особенностей, соответствующих галактике.
И они добились успеха: радиоволны, излучаемые облаком HI на расстоянии 94 миллиона световых лет от нас, соответствовали вращающемуся диску галактики без оптического излучения, ожидаемого от нее. Последующие наблюдения в инфракрасном и ультрафиолетовом диапазонах выявили слабую рассеянность звезд.
Все вместе эти данные позволили исследователям определить свойства галактики, которую они назвали FAST J0139+4328.
Согласно расчетам команды, галактика имеет верхний предел в 690 000 звезд с массой Солнца и содержит HI на 83 миллиона масс Солнца. Общая барионная масса галактики составляет около 110 миллионов масс Солнца.
Однако это всего лишь капля в море общей массы галактики. Команда смогла рассчитать скорость вращения FAST J0139+4328 и, исходя из этого, его общую массу, которая составила 5,1 миллиарда солнечных масс. Это означает, что галактика примерно на 98 процентов состоит из темной материи.
Ожидается, что другие ученые попытаются подтвердить природу объекта. В этом случае все может оказаться иначе, как это произошло с галактикой под названием Dragonfly 44. В 2016 году было обнаружено, что галактика на 99,99% состоит из темной материи. Однако четыре года спустя астрономы определили, что Dragonfly 44 не была такой уж аномальной.
Но если это будет подтверждено как темная галактика, FAST J0139+4328 расскажет нам кое-что очень интересное о Вселенной. вокруг нас.
«Впервые в соседней Вселенной обнаружена богатая газом изолированная темная галактика», — пишут исследователи.
«Кроме того, галактика Предполагается, что она формируется из газа, который охлаждается и превращается в звезды в центре гало.FAST J0139+4328 имеет вращающийся газовый диск и в ней преобладает темная материя, но в ней нет звезд, что означает, что эта темная галактика может находиться в самая ранняя стадия формирования галактики.»
Исследование опубликовано в The Astrophysical Journal Letters и доступно на arXiv.
