Астрономія
Астрономія

Відсутність темної матерії у карликових галактиках пояснили припливними силами

Дослідники оцінили маси карликових галактик у скупченнях за допомогою кулястих зоряних скупчень та порівняли результати із моделюванням. Це дозволило вивчити сценарії, за яких карликові галактики могли позбутися більшої частини своєї темної матерії. Стаття про це надрукована у журналі Monthly Notices of the Royal Astronomical Society.

Галактика DF2. ESA, Hubble / Wikimedia Commons

Галактика DF2. ESA, Hubble / Wikimedia Commons

Якими бувають карликові галактики?

Вважається, що тьмяні карликові галактики містять багато темної матерії. Втім, дізнатися більше про її розподіл виявилося важким завданням. Спостереження демонструють, що існує широкий діапазон мас темної матерії внутрішніх частин (у межах кількох кілопарсеків) багатих на газ карликових галактик.

У щільних середовищах, такі як групи та скупчення галактик, існують сфероїдальні карликові галактики раннього типу. Це розсіяні системи, які бідні на газ, тож досліджувати розподіл матерії у них можливо лише завдяки кулястим зоряним скупченням: швидкість їхнього руху. Однак кількість таких утворень тут значно менша, ніж у масивних системах. Незважаючи на це, у такий спосіб вчені вже дослідили розподіл мас ранніх карликових галактик в скупченні Діви та виявили дві незвичайні галактики: DF2 та DF4. Їхні кулясті скупчення рухаються занадто повільно. Це вказує на те, що тут відсутня або майже відсутня темна матерія. Вчені пропонують різноманітні сценарії для формування таких розсіяних карликових галактик.

Що досліджували вчені?

Дослідники вирішили перевірити, чи може низька швидкість кулястих скупчень, зафіксована для згаданих розсіяних карликових галактик, з’явитися внаслідок припливних ефектів у скупченнях галактик чи їхніх групах. Для цього вони змоделювали динамічний розвиток карликових галактиків-супутників у 9 скупченнях галактик та дослідили їхні кулясті зоряні скупчення. Також вчені запропонували сценарій формування припливних порушень для таких об’єктів як DF2.

Що показали результати?

Симуляція показала аналоги DF2, які тривалий час еволюціонували у скупченнях галактик. Спочатку вони були відносно масивними системами, але потім зберігали лише 3–17 кулястих зоряних скупчень і позбавлялися понад 95 відсотків своєї темної матерії. Вони втрачали її під дією галактичних припливних сил. Крім того, цей механізм здатний пояснити і їхню розсіяну структуру. Таким чином, імовірно, надзвичайні припливні втрати маси в нормальних карликових галактиках формують об’єкти, подібні до DF2.

Раніше нестачу темної матерії у подібній галактиці, DF4, вже пояснили взаємодією з іншою галактикою. Також ми писали, що вчені змоделювали гало темної матерії з найменшими масами. Розібратися з тим, як проявляє себе та як фіксується темна матерія, дозволить наш матеріал «Що таке темна матерія і темна енергія?»