Галактики джуджета без тъмна материя? Нови хипотези, представени с помощта на Gaia
Около нашата Галактика обикалят голям брой дребни, едва осветени галактики. Това са така наречен галактики джуджета, за които дълго време се смяташе, че са антични спътници на Млечния път, които обикалят към него от близо 10 милиарда години.
Новото проучване, основано на ранно оповестени данни от телескопа Gaia на ESA от декември 2020 година, демонстрира, че това не е напълно по този начин. Нещо повече, то демонстрира, че множеството галактики джуджета могат да бъдат унищожени скоро откакто навлязат в галактическото хало. А доста от галактиките, които следим сега, са зародили в късен стадий от историята на галактиката – констатация, която подхожда на неналичието на тъмна материя.
Изследването, ръководено от астрономи от обсерваторията Paris-PSL, Националния център за научни проучвания (CNRS) и Института за астрофизика „ Лайбниц “ в Потсдам (AIP), повдига значими въпроси за общоприетия космологичен модел, по-специално за разпространяването на тъмната материя в ореола на нашия Млечен път.
Галактики джуджета, снимани неотдавна
Хипотезата, че галактиките джуджета към Млечния път са антични спътници, които обикалят към него от 10 милиарда години, допуска съществуването в тях на колосално количество тъмна материя, която ги защищава от голямото приливно въздействие на мощното гравитационно привличане на Галактиката. Затова се предполагаше, че съществуването на тъмна материя е причина за следените огромни разлики в скоростта на звездите в тези галактики джуджета.
Данните от EDR3 Gaia обаче разкриха една изцяло друга визия за свойствата на галактиките джуджета. По-конкретно, учените са употребявали орбиталната сила като параметър за датиране на тяхната история. Оказа се, че обектите, снимани при започване на образуването на Млечния път, когато той към момента е бил по-малък, имат по-ниски орбитални сили от тези, неотдавна снимани в галактическото хало.
Gaia удостоверява, че орбиталните сили на множеството галактики джуджета, обикалящи към Млечния път, са изненадващо по-високи от тези на галактиката джудже Стрелец, за която знаем, че е била уловена в халото преди 5-6 милиарда години. Това значи, че множеството галактики джуджета са се появили доста по-късно, преди по-малко от три милиарда години.
Последици: галактиките са отвън равновесие
Подобно скорошно появяване допуска, че прилежащите галактики джуджета са отвън халото. В тази област съвсем всички галактики джуджета съдържат големи ресурси от безпристрастен газ. Богатите на газ галактики са изгубили своя газ при конфликта си с горещия газ на галактичното хало. Силните удари и турбулентността, които са се появили вследствие на това, са трансформирали изцяло галактиките джуджета.
Докато при богатите на газ галактики джуджета е преобладавало въртенето на газа и звездите, когато те се трансформират в безгазови системи, гравитацията им се балансира от инцидентните придвижвания на останалите звезди.
Галактиките джуджета губят газа си в развой, който е толкоз натоварен, че ги изкарва от равновесие. Това значи, че скоростта на звездите към този момент не е в равновесие с гравитационното им ускоряване. Комбинираният резултат от загубата на газ и гравитационните разтърсвания, породени от потъването на Млечния път, изяснява дифузните скорости на звездите в останалата част на галактиката джудже.
Ролята на тъмната материя и въпроси без отговор
Липсата на равновесие не разрешава да се оцени динамичната маса на галактиките джуджета от Млечния път, както и наличието на тъмна материя в тях. Нещо повече, до момента в който в предходния сюжет, предполагащ, че галактиките джуджета са антични спътници, тъмната материя „ защитаваше “ хипотетичната им непоклатимост, в този момент говоренето за тъмна материя става съвсем „ прекомерно “ за тези неравновесни обекти. Всъщност, в случай че галактиката джудже към този момент е съдържала огромно количество тъмна материя, тя би нормализирала първичния й диск от въртящи се звезди, предотвратявайки превръщането й в вселена със инцидентни придвижвания на звездите, каквато следим.
В същото време хипотезата, че галактиките джуджета неотдавна са се завъртели и са се трансформирали в галактики хало, изяснява добре доста от следените свойства на тези обекти, по-специално за какво те имат звезди на огромно разстояние от центъра си. Техните свойства наподобяват съвместими с отсъствието на тъмна материя, което опонира на откритото мнение за галактиките джуджета като обекти, в които най-силно господства тъмната материя.
Това поражда редица въпроси. На първо място, къде са в този момент многото галактики джуджета, доминирани от тъмна материя, които общоприетият космологичен модел планува към Млечния път. И по-късно, какви наблюдения могат да ни оказват помощ да разграничим неравновесните галактики джуджета, разпознати по данните от Gaia, от тези, които дават отговор на класическата картина и са доминирани от тъмна материя.
По принцип една от най-големите загадки на актуалната космология е тъмната материя – мистериозно вещество, което не може да се следи директно, само че взе участие в гравитационните взаимоотношения. Изследователите са на мнение, че тъмната материя може да изясни освен редица астрофизични феномени, като придвижването и скупчването на галактики, само че и самия генезис на живота. Само че тази мистериозна материя е изцяло невидима, защото не излъчва светлина или сила и по тази причина е невероятно да бъде открита
