Полученные данные показали, что во время ранних исследований была допущена ошибка и настоящее расстояние до NGC 1052-DF2 — не 64 миллиона световых лет, а 42 миллиона. Исходя из этого, можно сделать вывод, что масса галактики составляет примерно половину от той, которую определили раньше, а масса звезд — лишь около четверти от того, что предполагал предыдущий анализ.
Таким образом, не только сама галактика имеет меньшую массу, но и доля «обычной» материи в ней меньше. Это подразумевает, что остальное должно быть темной материей.
naked-science.ru, 4 июня 2019, Илья Ведмеденко
https://naked-science.ru/article/astronomy/astronomy-razgadali-taynu
Международная команда во главе со специалистами Канарского института астрофизики
Глава 11-9-4
Новая модель темной материи объяснила ее нехватку в паре далеких галактик
Сентябрь 2020
Доминирующая модель темной материи не смогла объяснить ее дефицит в ультрадиффузных галактиках NGC 1052-DF2 и NGC 1052-DF4, зато новая гипотеза дала точные предсказания. Статья опубликована в журнале Physical Review Letters.
По существующим представлениям, большая часть вещества в нашем мире представлена темной материей. В отличие от обычной, она вступает лишь в гравитационные взаимодействия, а в остальном остается совершенно невидима и неощутима. Тем не менее именно ее огромная масса определяет рост галактик и образование крупномасштабной структуры Вселенной.
Доминирующая на сегодня гипотеза «холодной темной материи» (CDM) подразумевает, что, помимо гравитации, они никак не взаимодействуют даже между собой. Менее распространенная гипотеза «самовзаимодействующей темной материи» (SIDM) считает, что такие частицы все же взаимодействуют за счет неизвестной «темной» силы.
Обе теории дают схожие предсказания о том, как темная материя задает крупномасштабную структуру Вселенной, однако ее поведение и распределение по внутренним областям галактик описывают по-разному. Такое сравнение удалось провести, наблюдая пару довольно необычных галактик NGC 1052-DF2 и NGC 1052-DF4 — спутниц более крупной NGC 1052, расположенных от нас примерно в 65 миллионах световых лет.
DF2 и DF4 — ультрадиффузные галактики, отличающиеся совсем слабой светимостью. Предполагается, что в таких галактиках доля темной материи особенно велика: при крайне малом количестве звезд масса их может быть сравнимой с массой Млечного Пути. Однако в этот раз все оказалось не так. «Наблюдения DF2 и DF4 показали, что отношение темной материи к массе звезд равно примерно единице, раз в 300 меньше ожидаемого, — говорит руководитель группы исследователей, профессор Калифорнийского университета в Риверсайде Хай-Бо Юй (Hai-Bo Yu).
Авторы работы предположили, что большую часть темной материи эти галактики потеряли из-за влияния гравитации массивной соседки NGC 1052. Чтобы проверить свою идею, они провели компьютерное моделирование этого процесса, опираясь на формулы как CDM-, так и SIDM-модели. Оказалось, второй вариант предсказывает потерю темной материи галактиками DF2 и DF4 намного точнее, чем распространенная модель «холодной темной материи».
По словам ученых, в рамках CDM внутреннее гало темной материи получается «слишком жестким» и устойчивым к действию приливных сил со стороны соседней гравитирующей галактики. В результате материя покидает гало с большим трудом, тогда как на примере галактик DF2 и DF4 мы наблюдаем совершенно иное. Зато в модели SIDM взаимодействия между частицами темной материи облегчает их уход, позволяя появляться таким объектам как DF2 и DF4.
naked-science.ru, 10 сентября 2020, Сергей Васильев
https://naked-science.ru/article/astronomy/novaya-model-temnoj-materii-obyasnila-ee-nehvatku-v-pare-dalekih-galaktik
Журнал Physical Review Letters. 2020
Хай-Бо Юй (Hai-Bo Yu). Калифорнийский университет в Риверсайде
https://journals.aps.org/prl/abstract/10.1103/PhysRevLett.125.111105
Глава 11-9-5
Нехватку темной материи в далекой галактике объяснили влиянием массивной соседки
Ноябрь 2020
Астрономы нашли простое объяснение непростой проблеме дефицита темной материи в далекой галактике NGC 1052-DF4: похоже, большую часть ее поглотила более крупная соседняя галактика. Об этом рассказывается в статье, опубликованной в Astrophysical Journal
Несколько лет назад ученые обнаружили весьма необычные ультрадиффузные галактики NGC 1052-DF2 и NGC 1052-DF4, совсем тусклые из-за небольшого количества входящих в них звезд. Но главной их странностью стал дефицит темной материи: расчеты показали, что в DF2 и DF4 ее содержится на порядки меньше, чем предсказывают существующие теории. С тех пор астрономы регулярно возвращаются к этой загадке с новыми идеями и объяснениями, а некоторые даже выдвигают на этой основе весьма экзотические гипотезы о природе темной материи.
Наблюдения галактики NGC 1052-DF4, проведенные космическим телескопом Hubble и наземными инструментами IAC80 и GTC, объясняют дефицит в ней темной материи вполне обычной причиной: влиянием гравитации соседней и более крупной галактики NGC 1035. Сближаясь с DF4, она перетягивает ее темную материю, но пока не так заметно воздействует на популяции звезд, находящихся ближе к центру.
Международная команда астрономов во главе с Мирейей Монте (Mireia Montes) из австралийского Университета Нового Южного Уэльса рассмотрела распределение звезд и шаровых скоплений в DF4. Шаровые скопления возникают в результате периода интенсивного звездообразования и рождения новых светил в общей «звездной колыбели» обширного газопылевого облака.
Положение этих скоплений в DF4 показало, что они «утаскиваются» соседней галактикой, увлекаясь приливными хвостами, которые вытягиваются в ее сторону. При этом с этими хвостами связано не более семи процентов от всех звезд DF4. Это позволяет заключить, что галактика находится лишь на первых этапах взаимодействия с NGC 1035 и поглощения ею. Однако, поскольку темная материя распределена далеко за пределами населенных звездами областей DF4, большая часть ее уже потеряна. Со временем NGC 1035 поглотит и звезды.
naked-science.ru, 27 ноября 2020, Сергей Васильев
https://naked-science.ru/article/astronomy/nehvatku-temnoj-materii-v-dalekoj-galaktike-obyasnili-vliyaniem-massivnoj-sosedki
Журнал Astrophysical Journal. 2020
Мирейя Монте (Mireia Montes) из австралийского Университета Нового Южного Уэльса
https://iopscience.iop.org/article/10.3847/1538-4357/abc340
Глава 11-9-6
Данные, собранные «Хабблом», подтверждают недостаток темной материи в галактиках
Июнь 2021
Самые точные на сегодняшний день измерения параметров ультрадиффузной галактики NGC1052-DF2 (DF2) подтверждают, что в этой галактике наблюдается недостаток темной материи. В результате этих новых измерений командой под руководством Зили Шен (Zili Shen) из Йелльского университета, США, было получено значение расстояния в 22,1 +/- 1,2 мегапарсека. Исследование опубликовано в журнале Astrophysical Journal Letters.
Эти результаты основаны на 40 орбитах космического телескопа Hubble («Хаббл») и анализе под названием tip of the red giant branch («вершина ветви красных гигантов», TRGB), являющимся «золотым стандартом» таких высокоточных измерений. В 2019 г. команда опубликовала результаты измерений расстояния до соседней ультрадиффузной галактики NGC1052-DF4 (DF4), основанные на 12 орбитах «Хаббла» и TRGB-анализе, которые демонстрировали убедительные признаки отсутствия темной материи.
Кроме подтверждения ранних результатов измерения расстояния, данные, собранные при помощи «Хаббла», подтверждают, что изучаемые галактики почти не содержат или не содержат вовсе темной материи. Если бы галактика DF2 находилась ближе к Земле, она была бы значительно менее яркой и менее массивной, и галактике требовалась бы темная материя для объяснения эффектов.
Темная материя часто рассматривается как важный компонент галактик, однако это исследование представляет доказательства того, что ее присутствие не является необходимым. В случае галактик DF2 и DF4 исследователи смогли объяснить движение звезд, исходя только лишь из звездных масс.
astronews.ru, 18 июня 2021
https://www.astronews.ru/cgi-bin/mng.cgi?page=news&news=20210618193206
Журнал Astrophysical Journal Letters. 2021
Глава 11-9-7
Древнее столкновение оставило цепочку галактик без темной материи
Мая 2022
Астрономы обнаружили структуру из десятка карликовых галактик, вытянутых неровной цепочкой и лишенных темной материи. Возможно, все это — останки космической катастрофы, которая разметала пару древних галактик на куски. Статья опубликована в журнале Nature.
Движения далеких звезд и галактик показывают, что они испытывают притяжение невидимой темной материи (ее несколько раз больше, чем обычного вещества, из которого сложены сами галактики и звезды). Природа темной материи остается неизвестной, однако именно она определяет формирование крупномасштабных структур Вселенной, доминирует в звездных скоплениях, галактиках и их скоплениях.