Как галактики могут существовать без темной материи

В новом Астрономия природы В исследовании международная группа под руководством астрофизиков из Калифорнийского университета в Ирвине и Колледже Помоны сообщает, как, когда крошечные и сталкиваются с более крупными, более крупные галактики могут лишить меньшие галактики их темной материи — материи, которую мы не можем видеть. напрямую, но который, по мнению астрофизиков, должен существовать, потому что без его гравитационных эффектов они не могли бы объяснить такие вещи, как движение звезд галактики.


Это механизм, который может объяснить, как галактики могут существовать без темной материи, что раньше считалось невозможным.

Это началось в 2018 году, когда астрофизики Шани Даниэли и Питер ван Доккум из Принстонского и Йельского университетов наблюдали две галактики, которые, казалось, существовали без большей части своей темной материи.

«Мы ожидали больших долей темной материи», — сказал Даниэли, соавтор последнего исследования. «Это было довольно неожиданно и, честно говоря, очень повезло».

Удачная находка, о которой ван Доккум и Даниэли сообщили в Природа бумаги в 2018 году и в Письма из астрофизического журнала статья в 2020 году вызвала смятение в парадигме «галактики нуждаются в темной материи», потенциально перевернув то, что астрофизики считали стандартной моделью работы галактик.

«За последние 40 лет было установлено, что в галактиках есть темная материя», — сказал Хорхе Морено, профессор астрономии в колледже Помона, который является ведущим автором новой статьи. «В частности, маломассивные галактики, как правило, имеют значительно более высокие доли темной материи, что делает открытие Даниэли довольно неожиданным. Для многих из нас это означало, что наше нынешнее понимание того, как темная материя помогает галактикам расти, требовало срочного пересмотра».

Команда запустила компьютерные модели, которые имитировали эволюцию части Вселенной — около 60 миллионов световых лет в поперечнике — начиная вскоре после Большого взрыва и вплоть до настоящего времени.

Команда обнаружила семь галактик, лишенных темной материи. После нескольких столкновений с соседними галактиками, в 1000 раз более массивными, они лишились большей части своего материала, не оставив после себя ничего, кроме звезд и некоторого количества остаточной темной материи.

«Это была чистая случайность», — сказал Морено. «В тот момент, когда я сделал первые изображения, я сразу же поделился ими с Даниэли и пригласил ее к сотрудничеству».