Открытие третьей галактики без темной материи в поле NGC 1052

Недавнее исследование, опубликованное в The Astrophysical Journal, описывает открытие новой карликовой галактики NGC 1052-DF9, расположенной на расстоянии 45 миллионов световых лет от Земли. Эта галактика стала третьей в ряду, не содержащей темной материи, после ранее известных DF2 и DF4. Все три галактики, похоже, образовались в результате одинакового механизма, связанного с разделением газа и темной материи.

Согласно стандартной модели формирования галактик, они возникают внутри обширных гало темной материи, где газ охлаждается и образует звезды. Обычно считается, что почти все галактики находятся под гравитационным влиянием темной материи. Однако открытие двух галактик без темной материи, DF2 и DF4, сделанное Питером ван Доккумом и его коллегами в 2018 и 2019 годах, поставило под сомнение эту теорию. Обе галактики имеют массу, соответствующую лишь их звездной массе, а также обладают яркими шаровыми скоплениями и являются ультратонкими и пространственно обширными.

Исследование показало, что DF2 и DF4 являются частью линейного и статистически значимого выравнивания из десятка тусклых галактик, находящихся в поле большой галактики NGC 1052. Это уникальное выравнивание, а также киновыязанные свойства галактик в нем предполагают, что они имеют общее происхождение, вероятно, образовавшись одновременно с DF2 и DF4. Учитывая это, можно предположить, что причина отсутствия темной материи в DF2 и DF4 также объясняет отсутствие темной материи в других галактиках этого выравнивания.

В 2022 году было установлено, что DF2 и DF4 находятся в линейном выравнивании с другими маломасштабными галактиками, что подтверждает их общее происхождение. Важно отметить, что в 2020 и 2021 годах в симуляциях также наблюдалось аналогичное выравнивание, что подтверждает теорию о том, что галактики без темной материи образуются из газа, отделенного от своей исходной темной материи в результате высокоскоростного столкновения.

Основной проблемой для дальнейшего изучения оставшихся семи галактик из этого выравнивания является их низкая яркость и диффузная природа, что затрудняет измерение их масс. Однако для NGC 1052-DF9, которая является наиболее близким аналогом DF2 и DF4, возможно провести такие измерения. Исследование показало, что DF9 имеет массу около 100 миллионов солнечных масс, что соответствует ожидаемому количеству видимой материи для галактики такого размера.

Исследователи предполагают, что отсутствие темной материи в DF9 подтверждает гипотезу о том, что DF2, DF4 и DF9 образовались одновременно в результате violentного события, такого как столкновение галактик. Если бы эти три галактики были единственными известными, нельзя было бы утверждать о необходимости темной материи, так как их динамическая масса соответствует их звездной массе.

Таким образом, открытие третьей галактики без темной материи подчеркивает уникальность данного наблюдаемого явления и его важность для понимания природы темной материи. Это также ставит под сомнение альтернативные теории, согласно которым темная материя может быть лишь следствием модифицированной гравитации.

Исследование NGC 1052-DF9 открывает новые горизонты в астрономии и помогает глубже понять механизмы формирования галактик.