Image Image Image Image Image Image Image Image Image Image

Новости астрономии и астрофизики — The Universe Times | 17.08.2017

Scroll to top

Top

2 комментария

В ранней Вселенной тёмная материя меньше влияла на галактики

В ранней Вселенной тёмная материя меньше влияла на галактики
shortstoryf

Новые наблюдения указывают на то, что крупные, формирующие звёзды галактики, во время пиковой эпохи их возникновения 10 миллиардов лет назад, находились во власти барионной или обычной материи. Это находится в поразительном контрасте с современными галактиками, в которых эффекты таинственной тёмной материи проявляют себя намного активнее. Этот неожиданный результат был получен с помощью Очень Большого Телескопа VLT Европейской Южной Обсерватории и означает, что тёмная материя имела меньшее влияние на раннюю Вселенную, чем сейчас.

Галактики диски

Схематическое представление вращающихся галактик в ранней Вселенной (справа) и в настоящий момент (слева). Источник: ESO/L. Calçada

Барионную материю мы наблюдаем постоянно, например, в виде звёзд на небе, или раскалённых газопылевых облаков, когда смотрим на фотографии космических просторов. А неуловимая тёмная материя не испускает, не поглощает и не отражает свет и может наблюдаться косвенно через её различные гравитационные эффекты. Присутствие тёмной материи может объяснить то, почему внешние части ближайших друг к другу спиральных галактик вращаются быстрее, чем ожидалось, если бы в мире существовала лишь обычная материя. Дело в том, что диски спиральных галактик вращаются во временных рамках продолжительностью в сотни миллионов лет. Ядра этих галактик имеют высокую концентрацию звёзд, а следовательно, и барионной материи, плотность концентрации снижается по мере движения от центра к периферии. Если бы масса галактики состояла из одной лишь просто материи, внешние регионы галактик вращались бы медленнее по сравнению с плотными центрами. Но, наблюдения ближайших к нам спиральных галактик говорят об обратном — их внешние и внутренние области вращаются примерно на одних и тех же скоростях. Такая вращательная характеристика говорит лишь об одном — спиральные галактики должны содержать в себе невидимую тёмную материю, окружающую их в виде гало.

Теперь, международной команде астрономов во главе с Рейнхардом Гензелем из Института внеземной физики имени Макса Планка с помощью приборов KMOS и SINFONI на VLT удалось исследовать вращение шести крупных галактик с областями звездообразования в далёкой Вселенной на расстоянии десяти световых лет от Земли. Эта работа проводилась в рамках обзоров KMOS3D and SINS/zC-SINF, учёным удалось впервые всесторонне исследовать динамику большого количества галактик на интервалах красного смещения z от 0.6 до 2.6, или пяти миллиардов лет космического времени. То, что удалось выяснить, очень заинтриговало исследователей. В отличие от спиральных галактик в современной Вселенной, внешние области этих далёких объектов вращались медленнее, чем области, расположенные ближе к ядру. Это означает, что в то время в галактике присутствовало меньше тёмной материи, чем сейчас. Полученный результат не подвергает сомнению тот факт, что тёмная материя была необходима для Вселенной. Скорее он предполагает, что эта материя была по-другому распределена внутри и вокруг диска галактик.

«Удивительно, но скорости вращения оказались не постоянным, а всё время уменьшающимися и далёких галактик. Мы выявили две вероятные причины этого. Во-первых, большинство этих ранних крупных галактик полностью находятся во власти барионной материи, а тёмная материя играет в них менее важную роль, по сравнению с Локальной Вселенной. Во-вторых, эти ранние галактические диски были намного более активными, чем спиральные галактики, которые мы наблюдаем в нашей окрестности сейчас», — комментирует Рейнхард.

Оба эффекта становятся более выраженными по мере того, как астрономы вглядываются всё дальше и дальше в раннюю Вселенную. Это предполагает, что спустя 3-4 миллиарда лет после Большого Взрыва газ в галактиках уже эффективно уплотнился в плоские, вращающиеся диски, в то время как гало тёмной материи, окружающие их, были значительно больше и занимали больший объём. Становится очевидным, что тёмной материи потребовалось на миллиарды лет больше, чтобы уплотниться как и галактики, таким образом, её эффект доминирования на скоростях вращения галактических дисков стал замечен только сейчас. Это объяснение соответствует наблюдениям, показывающим, что ранние галактики были намного более богаты газом и компактны, чем сегодняшние.

Эти шесть галактик, описываемых в этом исследовании, были среди выборки из ста отдалённых дисков с областями звездообразования, изображённых с помощью инструментов KMOS и SINFONI на VLT. В дополнении к индивидуальным измерениям этих галактик, описанным выше, средняя кривая скорости вращения создавалась, объединяя более слабые сигналы от других галактик. Эта сложная кривая также показала ту же тенденцию уменьшения скорости вращения далеко от центров галактик. Кроме того, два дальнейших исследования 240 дисков также соответствуют этим результатам.

По информации Европейскою Южной Обсерватории.

Comments

Оставьте комментарий

Добавить комментарий

Яндекс.Метрика Рейтинг@Mail.ru Лицензия Creative Commons «The Universe Times» Google