Хаббл ловит темную материю за хвост: звездные движения в карликовой галактике в Драконе

Пост опубликован в блогах iXBT.com, его автор не имеет отношения к редакции iXBT.com
| Мнение | Наука и космос

Карликовая сфероидальная галактика в Драконе (Draco dSph), тусклом созвездии, неброско мерцающее на ночном небе, десятилетиями притягивает пристальное внимание астрофизиков. Это не просто скопление звезд, а настоящая космическая лаборатория, позволяющая заглянуть в самые потаенные уголки Вселенной и прикоснуться к одной из ее главных загадок — темной материи.

Темная материя, незримая субстанция, составляющая большую часть массы Вселенной, не взаимодействует со светом и ускользает от прямого наблюдения. Единственный способ «увидеть» ее — изучать гравитационное влияние на видимые объекты, такие как звезды.

Именно этим и занялись астрономы, вооружившись уникальным инструментом — космическим телескопом Хаббл. На протяжении 18 лет Хаббл скрупулезно фиксировал мельчайшие изменения положения сотен звезд в галактике Draco dSph, позволяя ученым с беспрецедентной точностью измерить их собственные движения.

Темная материя в Draco dSph, абстрактная иллюстрация
Автор: ИИ Copilot Designer//DALL·E 3 Источник: www.bing.com

Эти кропотливые наблюдения, подобно кадрам замедленной съемки, раскрыли перед астрономами завораживающий танец звезд. Оказалось, что звездное население галактики в Драконе не движется хаотично, как предполагали ранние, менее точные наблюдения. Напротив, звездные орбиты подчиняются строгой закономерности, зависящей от положения звезды в галактике. Вдоль оси симметрии Draco dSph звезды преимущественно движутся радиально. В плоскости же экватора доминирует тангенциальное движение.

Это открытие — настоящий прорыв в изучении темной материи. Во-первых, оно позволило разрешить давнюю проблему, известную как «вырождение анизотропии массы». Суть ее в том, что по одной лишь скорости движения звезд вдоль луча зрения невозможно однозначно определить ни распределение массы в галактике, ни анизотропию скоростей — различие в движении в разных направлениях. Именно данные о собственных движениях звезд, полученные с помощью Хаббла, позволили разделить эти два эффекта и впервые получить достоверную картину анизотропии скоростей в галактике в Драконе.

Во-вторых, новая информация о движении звезд позволила «взвесить» галактику и с высокой точностью определить распределение массы в ней. Для этого астрономы использовали математический аппарат, описывающий движение звезд в гравитационном поле — уравнения Джинса. Решая эти уравнения с учетом данных о собственных движениях звезд, ученые смогли реконструировать распределение темной материи в галактике Draco dSph.

Усредненные значения наклона DM и анизотропии скорости: окончательные апостериорные распределения вероятностей наклона плотности DM Draco, Γdark, усредненного по диапазону, в котором у нас есть данные PM, и усредненной по всему миру анизотропии скорости βB. Распределения были маргинализированы по наклонам, и дополнительно сглажены для простоты визуализации. Выделенные значения соответствуют оценкам наилучшего правдоподобия (заглавные тексты, стрелки и крест) и соответствующим 16-му и 84-му процентилям (пунктирные линии). Полученные результаты свидетельствуют о классическом ΛCDM-подобном наклоне в галактике Draco Sph и незначительном предпочтении общей анизотропии тангенциальных скоростей.
Автор: Eduardo Vitral et al 2024 ApJ 970 1 DOI 10.3847/1538-4357/ad571c CC-BY 4.0 Источник: iopscience.iop.org

Результаты моделирования показали, что плотность темной материи в центре галактики возрастает, образуя так называемый «касп». Это согласуется с предсказаниями стандартной космологической модели, основанной на гипотезе о холодной темной материи. Холодные частицы темной материи, двигаясь медленно, легко «слипаются» под действием гравитации, формируя области с высокой концентрацией — «каспы».

Альтернативные теории, предполагающие существование «ядра» — области с постоянной плотностью темной материи — оказались менее вероятными. Стоит отметить, что ранние исследования некоторых карликовых галактик указывали на наличие «ядер», что вызвало бурные дискуссии в научном сообществе. Однако, новые данные, полученные для галактики Draco dSph, ставят эти выводы под сомнение. Возможно, «ядра», обнаруженные ранее, были всего лишь артефактами, возникшими из-за недостаточной точности измерений и упрощенных моделей, игнорирующих реальную форму галактик.

Галактика Draco dSph — лишь первый шаг на пути к полному пониманию природы темной материи. Предстоит исследовать множество других карликовых галактик, чтобы проверить полученные результаты и получить более полную картину. Наблюдения с помощью новых телескопов, таких как Джеймс Уэбб, обещают принести еще более точные данные, которые помогут нам проникнуть в тайны Вселенной и ответить на фундаментальные вопросы о ее происхождении и эволюции.

1 комментарий

a
На Земле по суммарной массе организмов лидируют насекомые. Но «на уровне банального здравого смысла» это сложно представить. Чтобы вот вся эта мелочь, которую и не всегда видно, давала массу больше, чем слоны, киты и прочие млекопитающие. Точно так же и в космосе крутится множество всякой «мелочи», которую не видно и не слышно.

Добавить комментарий

Сейчас на главной

Новости

Публикации

Обзор аккумуляторной циркулярной пилы Bort BHK-20Li

Бренд Bort давно представлен на рынке и успел выпустить множество моделей — от сетевых перфораторов до целой аккумуляторной линейки EXPERT 20V. Расширяя ассортимент, производитель пришёл...

✦ ИИ  Загадка Розовой планеты раскрыта: телескоп JWST показал, что все дело в соляных облаках

В глубинах космоса, на расстоянии около 57 световых лет от нашей планеты Земля, в созвездии Девы, вокруг звезды, похожей на уже известное нам Солнце, вращается удивительный объект с атмосферой...

ZiiGaat x Vivir Digital: RUMBA — в ритме танца — обзор динамических внутриканальных наушников с гарнитурным кабелем

Мое знакомство с компанией ZiiGaat началось с бюджетной динамической модели Nuo. И, если я не ошибаюсь, это была вообще самая первая модель компании. С тех пор компания сделала себе имя на...

Как выбрать сладкий арбуз: признаки, которые помогут отличить спелую и вкусную ягоду от недозрелой

Выбор арбуза не будет лотереей, если знать по каким признакам «внешности» можно определить его спелость и сладость. Как выбрать арбуз, который будет спелым и сладким.

Медлительность ленивцев оказалась эволюционным преимуществом, а не недостатком

Ленивцы тратят на 80% меньше энергии, чем положено млекопитающим их размера. Исследователи нашли в их ДНК 38 генов-дублёров, которые работают как резервная система, когда митохондрии дают сбой.

Геологи подтвердили самое древнее столкновение астероида с Землей: найден единственный уцелевший кратер возрастом 3 миллиарда лет

Изучение ранней истории Земли затрудняется тем, что наша планета практически не сохранила свой первоначальный облик. Из-за непрерывного движения литосферных плит, вулканической активности,...