Ученые впервые обнаружили влияние темной материи на эволюцию галактик
Наука

Ученые впервые обнаружили влияние темной материи на эволюцию галактик

28 марта 2024 года, 09:39

Что такое тёмная материя, из чего она состоит и каковы её свойства — ответы на эти вопросы пока ещё покрыты мраком. Но теперь можно заключить, что она, по крайней мере, точно существует: команде учёных из Канарского института астрофизики впервые удалось на основе наблюдений подтвердить влияние тёмной материи на эволюцию галактик. А помогла им в этом выборка из более чем двух с половиной сотен космических гигантов.

В течение многих десятилетий эволюцию галактик пытались восстановить на основе наблюдаемой части её материи — звёзд, планет, пыли и газа. В то же время ясно, что гало тёмной материи, заключающее в себя большую часть массы галактики, должно влиять на её развитие как минимум не меньше. Но как-то совместить предсказания с наблюдениями долгое время оставалось нерешаемой задачей.

Оставалось — пока, стоя на огромном фундаменте из всех прошлых исследований, испанские астрономы не смогли найти чёткие корреляции и наконец увязать барионную физику с «тёмной». А невидимые гало влияют на самый широкий спектр характеристик звёзд, таких как металличность, угловая скорость и даже возраст.

Ключевую роль в исследовании сыграл международный проект CALIFA (Область интегрального поля наследия Калар-Альто), в котором активно участвует Канарский институт и который предоставил самые полные данные о выборке из 260 галактик. «Все они наблюдались с высоким разрешением и подробными измерениями их кинематических свойств, что позволило нам очень точно изучить движение звезд и, таким образом, определить общую массу галактик», — отметил координатор проекта и один из авторов исследования, Хесус Фалькон Баррозу.

Затем, задействовав динамическое моделирование, учёные установили, что при одной и той же массе звёзд галактики, различающиеся лишь количеством «скрытой» массы, выглядят совсем не одинаково. Чем больше влияние тёмной материи — тем звёзды моложе, беднее металлами и активнее в своём круговом движении. Да и скорость звездообразования в этом случае ощутимо растёт.

Таким образом, гало тёмной материи играет в развитии галактик если не решающую, то, по крайней мере, очень заметную роль. Причём исследователи планируют пойти дальше и измерить свойства популяций звёзд на разных расстояниях от центров галактик, чтобы установить более строгие закономерности.

А ещё у испанцев есть амбициозный план: проследить, как эффект массы тёмной материи будет проявляться на уровне скоплений — то есть самых крупномасштабных структур во Вселенной. «Эти ореолы темной материи создаются не сами по себе, они связаны нитями, которые образуют часть крупномасштабной структуры, называемой «космической паутиной». Масса гало, по-видимому, изменяет свойства ее галактики, но это может быть результатом положения, занимаемого каждым гало в космической паутине», — объяснила доктор Лаура Шольц-Диас.

Впрочем, некоторые учёные параллельно с канарскими астрофизиками пытаются взглянуть на проблему тёмной материи более, возможно, даже слишком революционным образом. Например, физик Раджендра Гупта, который смог построить чёткую и непротиворечивую схему устройства и развития Вселенной (избежав некоторых присущих Стандартной модели парадоксов), вообще исключив из неё тёмную материю. Единственный нюанс — саму Вселенную для этого пришлось «состарить» почти в два раза.