«Чому в них однакове обертання? Вони мають бути пов’язаними — це дуже не просте питання, яке не можна пояснити моделлю ΛCDM».
Астрономи виявили групу карликових галактик, які незвичайно розташовані одна відносно одної — майже вздовж прямої лінії. Причому більшість із них обертаються в одному напрямку.
Ці незвичні особливості кидають виклик передбаченням, зробленим на підставі поширеної серед науковців теорії холодної темної матерії (cold dark matter, CDM). Ці передбачення вказують на те, що темна матерія — таємнича субстанція, яка забезпечує гравітаційний каркас для галактик та інших великомасштабних структур — спричиняє появі невпорядкованих груп галактик. Іншими словами, згідно з цією теорією, не слід очікувати, що галактики матимуть таке вирівнювання. Таким чином, дослідники вважають, що спостережувані галактики з дивною спільною динамікою краще пояснити іншою формою темної матерії, яку називають тепла темна матерія (warm dark matter, WDM).
Нова група галактик складається щонайменше з п’яти членів в ізольованій частині Всесвіту, що міститься на відстані приблизно 117 мільйонів світлових років від Землі. Разом ці галактики охоплюють 502 408 світлових років і, здається, лежать майже вздовж вертикальної лінії з півночі на південь. Таку конфігурацію «нечасто можна побачити в моделюванні CDM», — сказав провідний автор дослідження Санджая Подел (Sanjaya Paudel) з університету Йонсе у Південній Кореї.
Галактики D1, D2 і D5 мають однаковий напрямок обертання, що ставить під сумнів передбачення, зроблені на підставі традиційної моделі холодної темної матерії. Авторські права на зображення: Sanjaya Paudel та інші, 2024 ApJL / Legacy survey viewer. Фото з сайту www.space.com.
Крім того, дані від Спектроскопічного інструменту темної енергії (Dark Energy Spectroscopic Instrument, DESI), за допомогою яких наносить на мапу мільйони галактик у глибокому космосі для побудови великих 3D-мап Всесвіту, показали: три з п’яти галактик мають однаковий напрямок обертання — їх північні частини віддаляються від нас, а південні — рухаються до нас.
Найправдоподібнішим поясненням цього узгодженого руху є те, що галактики утворилися з одного згустку газу — сценарій, який суперечить парадигмі холодної темної матерії. Вона, як згадувалося вище, зазвичай передбачає формування невпорядкованих груп галактик без бажаного вирівнювання. Особливо для карликових галактик, схожих на виявлені в цьому дослідженні. «Чому вони мають однакове обертання?», — запитує Подел. «Вони мають бути пов’язаними — це дуже не просте питання, яке не можна пояснити моделлю ΛCDM».
Майбутні спостереження незабаром можуть підтвердити, чи є рідкісне, майже прямолінійне розташування галактик випадковою проекцією чи реальним фізичним, зазначають дослідники у своїй статті. Оскільки відстані до окремих галактик невідомі, то наукова група не може побудувати 3D-картину розташування галактик у космосі.
Сценарій, який наразі пропонує краще пояснення цих спостережуваних явищ, спирається на теплу темну матерію, гіпотетичну форму темної матерії, частинки якої відрізняються від холодної темної матерії, коли йдеться про масу, швидкість і, що найважливіше — вони об’єднуються до купи в ранньому Всесвіті.
Частинки WDM, такі як стерильні нейтрино, не гуртуються так ефективно, як частинки CDM, що сприяло б утворенню галактик з тієї самої хмари газу. Як наслідок, такі галактики будуть більш синхронізовані як у положенні, так і в русі, що приведе до узгодженої динаміки, яку виявлено в цьому дослідженні, сказав Подел.
Хоча науковці все частіше розглядають теорію WDM як альтернативу CDM, кандидати в носії холодної темної матерії досі є лише в теорії. Це пояснюється тим, що для підтвердження або виключення існування WDM як частини темної матерії Всесвіту потрібні додаткові докази, як-от спостереження за формуванням галактик і структурами раннього Всесвіту.
Концепція холодної темної матерії та її роль у структуроутворенні у Всесвіті є наріжним каменем Стандартної моделі космології, «але якщо ви знайдете все більше й більше таких доказів, то моделі ΛCDM, ймовірно, буде важко пережити наступні 10 років», — сказав Подел.
Статтю з результатами дослідження оприлюднив 19 листопада The Astrophysical Journal Letters.
За інф. з сайту www.space.com
