В ранних галактиках обнаружили нехватку темной материи

В ранних галактиках обнаружили нехватку темной материи

Международная группа астрономов обнаружила шесть древних галактик с чрезвычайно малой долей темной материи в них. Эти объекты находятся так далеко, что телескопы видят их такими, какими они были спустя всего три-четыре миллиарда лет после Большого Взрыва. На необычное свойство указала скорость вращения звезд в них. Это означает, что в ранней Вселенной обычная барионная материя конденсировалась в центрах гало темной материи эффективнее, чем сейчас. Ученые отмечают, что подобные наблюдения помогут уточнить модель возникновения галактик, подобных Млечному Пути, — по своим параметрам обнаруженные объекты напоминают нашу Галактику такой, какой она была десять миллиардов лет назад. Исследование опубликовано в Nature, кратко о нем сообщает Physics Word.

Модель возникновения галактик описана сейчас лишь в общих чертах. Согласно одной из общепризнанных теорий галактики возникают из слияния нескольких звездных скоплений. Концентрирование обычной (барионной) материи ассоциировано с образованием гало темной материи вокруг галактики. На существование этого гало у галактик-ровесниц Млечного Пути указывает необычное распределение скоростей вращения звезд. Если бы гало отсутствовало, то удаление от центра галактики приводило бы к постепенному снижению скорости материи диска. Однако, согласно многочисленным наблюдениям, эта скорость растет с удалением от центра, выходя на плато. Объяснить это удается лишь с помощью введения темной материи, плотность которой растет вблизи границ галактики. 

Эти галактики можно назвать идеальными объектами исследования по двум причинам. Во-первых, они обладают среднестатистическими темпами звездообразования для своей эпохи — 50-200 масс Солнца в год. Во-вторых, их масса примерно соответствует массе Млечного Пути или слегка ее превышает. Таким образом, вероятно, это не экзотические объекты, поведение которых может быть связано с неизвестными факторами, а вполне стандартные галактики своей эпохи. Это помогут подтвердить дальнейшие наблюдения и статистический анализ.

Ученые объясняют нестандартное поведение материи в галактике чрезвычайно большим потоком газа, стягивающимся из межгалактического пространства. Это, вместе с многочисленными вспышками сверхновых, замедляло вращение внешней части диска галактики. Одновременно с этим происходило пространственное разделение газа и темной материи. Из-за того, что последняя слабо взаимодействует с обычным веществом, газ гораздо быстрее терял свою энергию и концентрировался в центральных областях галактик. Это приводило к тому, что в центре галактики доминировала обычная барионная материя. Доля темной материи в исследованных галактиках на расстоянии половины радиуса от центра в ряде случаев не превышала семи-восьми процентов. Для сравнения, по современным данным Вселенная состоит примерно на пять процентов из барионов и на 27 процентов из темной материи. 

Интересно, что темная материя в момент, наблюдаемый учеными, еще не находится в равновесии. Ее гало в галактиках непрерывно растет и из его динамики можно попытаться получить новые ограничения на свойства этой неизученной формы материи. Более сложная задача, стоящая перед исследователями — описать переход между древним состоянием, в котором в галактике доминирует барионная материя к современному, в котором доминирует темная материя. 

Ранее мы сообщали о создании самых детальных карт распределения темной материи в скоплениях галактик. Несмотря на то, что существование темной материи было показано более 50 лет назад, ученым до сих пор не удалось определить, что она из себя представляет и детектировать отдельные ее частицы. 

Владимир Королёв

N+1

Похожие новости:
Астрономы впервые увидели негравитационное взаимодействие темной материи
Астрономы при помощи телескопа VLT (Very Large Telescope) изучили столкновения галактик и впервые нашли следы негравитационного взаимодействия сгустков темной материи. Результаты своих исследований авторы опубликовали в журнале Monthly Notices of the Royal Astronomical Society, а кратко с ними ..
2015-04-19 5031 0 Научные открытия
0
Ученые сообщили о возможном обнаружении сигнала темной материи
Физики из Федеральной политехнической школы Лозанны в Швейцарии сообщили о нетипичном излучении фотонов, которое они обнаружили в рентгеновских лучах. По мнению ученых, это может быть сигналом от темной материи. Результаты своих исследований авторы подготовили для публикации в журнале Physical Review ..
2014-12-14 1928 0 Научные открытия
2
Астрофизики открыли новые свойства темной материи
Астрофизики из Швейцарии и Великобритании сообщили о новых неожиданных свойствах темной материи. В своих наблюдениях ученые заметили, что она взаимодействует сама с собой значительно меньше, чем считалось ранее. Результаты своих исследований авторы опубликовали в журнале Science, а кратко с ними можно ..
2015-03-28 3972 0 Научные открытия
1
Ученые могут отменить границы галактик
Исследователи из института физики и математики Токийского университета и университета Нагойи заявили, что говорить о границе галактики не имеет смысла. К такому выводу они пришли по результатам компьютерного моделирования и сопоставления данных моделирования данными астрономических наблюдений. Известно, что во Вселенной содержится 22 процента темной ..
2012-02-15 2525 0 Научные открытия
0
Ученые обнаружили галактику из темной материи
Для поиска невидимой галактики ученые воспользовались так называемой линзой Эйнштейна - методом, который позволяет находить объекты по их гравитационному влиянию на окружение. Работа авторов представлена в журнале Nature, а ее краткое описание приведено в пресс-релизе Массачусетского технологического института (MIT). Существование темной ..
2012-01-21 2354 0 Научные открытия
0
Разработана новая модель поведения темной материи
Группа ученых под руководством Мэтта Уокера (Matt Walker) из Гарвард-Смитсонианского центра астрофизики (Harvard-Smithsonian Center for Astrophysics), США, разработали новую модель «поведения» темной материи, сообщает Space.com. В новом исследовании они рассчитали распределение массы материи между двумя ..
2011-10-25 2184 0 Научные открытия
0
Российские ученые разгадают секреты темной материи
Российские ученые в ближайшее время собираются разгадать секреты темной материи. Лаборатория работает над созданием прибора, который должен быть чувствителен к наличию темной материи. Созданные в ходе работы детекторы можно использовать в медицинских приборах. Они позволят находить ..
2012-05-14 1602 0 Научные открытия
0
Сибирские физики создадут детектор для поиска темной материи
Новосибирские физики разрабатывают экспериментальный детектор для поисков так называемой "темной материи", найти которую на протяжении нескольких десятилетий пытаются ученые со всего мира. В Институте ядерной физики имени Будкера началась работа над прототипом высокочувствительного детектора, сообщает Интерфакс. ..
2016-01-02 1529 0 Научные открытия
0
Физики вновь не обнаружили темную материю
В ходе экспериментов по поиску частиц темной материи ученые не нашли следов U-бозона. Физики исключили этот фотон из списка основных кандидатов на роль частиц темной материи. Свое исследование авторы опубликовали в журнале Physics Letters B, кратко с ним можно ..
2014-05-14 1322 0 Научные открытия
0
Астрофизики сообщили об обнаружении следов темной материи
Британские астрофизики заявили об обнаружении свидетельства производства в ядре Солнца аксионов — кандидатов на частицы темной материи. Результаты своих исследований авторы планируют опубликовать 20 октября 2014 года в журнале Monthly Notices of the Royal Astronomical Society, а кратко с ними ..
2014-10-19 1783 0 Научные открытия
-1
Нейтроны помогли ученым проверить закон Ньютона
Команда ученых из Австрии, Германии и Франции вновь подтвердила закон всемирного тяготения и представила новые ограничения на параметры частиц темной материи и темной энергии. Свое исследование авторы опубликовали в журнале Physical Review Letters, статья доступна на arxiv.org, ..
2014-04-21 1408 0 Научные открытия
1
Холодную темную материю связали с конденсатом Бозе-Эйнштейна
Физики из Тайваня и Испании смоделировали темную материю как бозе-эйнштейновский конденсат вещества. Свое исследование авторы опубликовали в журнале Nature Physics, а кратко с ним можно ознакомиться на сайте Университета Страны Басков. Ученые пришли к выводу, что возмущения бозе-эйнштейновского конденсата легких бозонов ..
2014-07-03 1915 0 Научные открытия
0
Прибор на МКС зафиксировал позитронные следы темной материи
Нобелевский лауреат Сэмуэль Тинг на пресс-конференции в Женеве озвучил первые результаты эксперимента по поиску темной материи, которые проводились на МКС при помощи магнитного альфа-спектрометра «AMS-02». Кратко они изложены в пресс-релизе на сайте ЦЕРНа. По словам Тинга, ученым удалось зафиксировать ..
2013-04-4 1702 0 Научные открытия
0
«Яндекс» найдет для ученых темную материю
Школа анализа данных «Яндекса» станет партнером CERN (Европейской организации по ядерным исследованиям) в эксперименте по поиску темной материи. Об этом говорится в сообщении компании. Российская компания предоставит CERN технологии машинного обучения, а студенты и исследователи Школы анализа данных ..
2014-07-03 1229 0 Научные открытия
0
Физики придумали способ поиска легкой темной материи
Физики предложили новую схему обнаружения загадочных частиц темной материи, которая поможет найти частицы относительно небольших масс (если, конечно, такие существуют). Статья ученых появилась в журнале Physical Review Letters. Проблема темной материи (известная также как проблема скрытой ..
2012-07-20 1299 0 Научные открытия
0