Стандартная модель космологии предполагает, что большинство галактик окружает ореол частиц темной материи. Однако это гало темной материи невидимо, но его масса оказывает сильное гравитационное притяжение на близлежащие галактики.
Новое исследование, проведенное Университет Бонна (Германия) и Университет Сент-Эндрюс (Шотландия) бросает вызов такому взгляду на Вселенную. Результаты показывают, что карликовые галактики второго ближайшего к Земле скопления галактик, известного как скопление Печи, лишены таких ореолов темной материи.
Ученые, в частности, предложили инновационный способ проверки стандартной модели, основанный на том, насколько карликовые галактики возмущаются гравитационными приливами близлежащих более крупных галактик.
Елена Асенсио, доктор философии. студент Боннского университета и ведущий автор статьи сказал: «Приливы возникают, когда гравитация одного тела по-разному действует на разные части другого тела. Это похоже на приливы на Земле, которые возникают из-за того, что Луна сильнее притягивает ту сторону Земли, которая обращена к Луне».
Павел Крупа, профессор Боннского университета и Карлова университета в Праге, сказал: «Скопление Форнакс имеет богатую популяцию карликовых галактик. Недавние наблюдения показывают, что некоторые из этих карликов выглядят искаженными, как будто их потревожила среда скопления».
«Согласно Стандартной модели, подобные возмущения в карликах Печи не ожидаются. Это связано с тем, что, согласно стандартное исполнение, темной материи нимбы этих карликов должны частично защищать их от приливов, вызванных скоплением».
На основании внутренних характеристик и расстояния от центра сильного гравитационного скопления авторы рассчитали ожидаемый уровень беспокойства карликов. Большие галактики с низкой звездной массой и галактики вокруг ядра скопления более подвержены разрушению или разрушению. Они сравнили полученные результаты с уровнем нарушений, которые они заметили на изображениях, полученных обзорным телескопом VLT Европейской южной обсерватории.
Елена Асенсио говорит: «Сравнение показало, что если кто-то хочет объяснить наблюдения в рамках стандартной модели. Карлики Печи уже должны быть уничтожены гравитацией из центра скопления, даже если приливы, которые она вызывает на карлика, в шестьдесят четыре раза слабее, чем собственная гравитация карлика.
«Это не только нелогично, но и противоречит предыдущим исследованиям, которые показали, что внешняя сила, необходимая для того, чтобы потревожить карликовую галактику, примерно такая же, как и самогравитация карлика».
На основании этого ученые пришли к выводу, что невозможно объяснить наблюдаемую морфологию карликов Печи непротиворечивым образом в рамках стандартной модели.
Они повторили анализ, используя динамику Милгрома (MOND). Вместо предположения о гало темной материи, окружающей галактики, теория МОНД предлагает поправку к ньютоновской динамике, посредством которой гравитация испытывает усиление в режиме низких ускорений.
Доктор Индранил Баник из Университета Сент-Эндрюс сказал: «Мы не были уверены, что карликовые галактики смогут выжить в экстремальных условиях скопления галактик в МОНД из-за отсутствия защитных гало темной материи в этой модели. Но наши результаты показывают замечательное согласие между наблюдениями и ожиданиями MOND относительно уровня беспокойства карликов Fornax».
Аку Венхола из Университета Оулу (Финляндия) и Штеффен Миске из Европейской южной обсерватории сказали: «Приятно видеть, что данные, которые мы получили с помощью обзорного телескопа VLT, позволили провести такую тщательную проверку космологических моделей».
Павел Крупа, сотрудник отдела трансдисциплинарных исследований, моделирования и материи в Боннском университете, сказал: «Это не первый случай, когда исследование, проверяющее влияние темной материи на динамику и эволюция галактик пришли к выводу, что наблюдения лучше объясняются, когда они не окружены темной материей. Число публикаций, показывающих несовместимость наблюдений с парадигмой темной материи, растет с каждым годом. Пришло время начать инвестировать больше ресурсов в более многообещающие теории».
Доктор Хуншэн Чжао из Университета Сент-Эндрюс добавил, что их «Результаты имеют большое значение для фундаментальной физики. Мы ожидаем найти больше потревоженных карликов в других скоплениях, и это предсказание должны проверить другие команды».
Справочник журнала:
- Елена Асенсио, Индранил Баник и др. Распределение и морфология карликовых галактик скопления Форнакс позволяют предположить, что в них отсутствует темная материя. Ежемесячные уведомления Королевского астрономического общества, Том 515, Выпуск 2, сентябрь 2022 г. DOI: 10.1093/мнрас/stac1765
