Астрономическое сообщество взбудоражено новым открытием: на орбите нашей галактики, Млечного Пути, обнаружены два ранее неизвестных спутника. Это открытие, сделанное с помощью телескопа Субару, не только пополняет список наших галактических соседей, но и служит важным ключом к пониманию одной из величайших загадок космоса — природы темной материи.
Невидимая основа Вселенной: что мы знаем о темной материи
Темная материя, составляющая подавляющую часть материального содержания Вселенной, принципиально отличается от всего, что нас окружает. Она не испускает, не поглощает и не отражает свет, оставаясь невидимой для прямого наблюдения. Ее взаимодействие с обычным веществом, из которого состоят звезды, планеты и мы сами, настолько ничтожно, что его практически невозможно зафиксировать. Ученые предполагают, что эта субстанция может состоять из гипотетических элементарных частиц, еще не открытых на ускорителях, или быть связана с микроскопическими черными дырами, образовавшимися в первые мгновения после Большого взрыва.
Единственный известный способ, которым темная материя проявляет себя, — это гравитация. Именно ее гравитационное притяжение влияет на движение звезд внутри галактик и искривляет путь света, идущего от далеких объектов. Благодаря этим эффектам астрономы пришли к выводу, что каждая крупная галактика, включая нашу, погружена в обширное и массивное «гало» из темной материи. Это гало простирается далеко за пределы видимой границы галактики и служит ее гравитационным каркасом.
Согласно господствующей космологической модели, известной как ΛCDM (Лямбда-CDM), эти гало сыграли решающую роль в формировании структуры Вселенной. В молодой Вселенной сгустки темной материи стали гравитационными «семенами», которые притягивали к себе обычный газ. Со временем газ сжимался, в нем рождались звезды, и так формировались первые галактики. Позже, в процессе космической эволюции, мелкие гало темной материи вместе со своими галактиками сливались, образуя гигантов вроде Млечного Пути.
Загадка недостающих спутников
Одним из ключевых предсказаний модели ΛCDM является то, что крупные галактики должны быть окружены целым роем мелких галактик-спутников, сформировавшихся в небольших гало темной материи. Например, расчеты показывают, что нашу соседку, галактику Андромеды, должны сопровождать около 500 таких карликовых галактик. Однако наблюдения фиксируют лишь 39, что создает серьезное противоречие между теорией и реальностью.
Аналогичная проблема существует и для Млечного Пути. Космологические симуляции предсказывают наличие примерно 220 карликовых спутников в радиусе 1.4 миллиона световых лет от нас. До недавнего времени астрономам было известно лишь около 60, самыми яркими и известными из которых являются Большое и Малое Магеллановы Облака. Это расхождение, известное как «проблема недостающих спутников», долгое время ставило ученых в тупик и заставляло пересматривать как модели темной материи, так и наши представления о формировании галактик.
Обратите внимание: Астрономы обнаружили необычный пульсар.
Новое открытие и неожиданный поворот
Обнаружение двух новых спутников — Секстанта 2 и Девы 3 — на первый взгляд, должно было смягчить проблему недостающих галактик. Однако анализ, проведенный исследовательской группой, привел к парадоксальному выводу. Ученые учли, что обзор телескопа Субару покрывает лишь часть небесной сферы. Экстраполируя плотность обнаруженных спутников на все небо, они получили ошеломляющую оценку: общее число карликовых галактик вокруг Млечного Пути может достигать 500.
Это значение более чем вдвое превышает предсказания стандартной модели. Таким образом, старая проблема «недостачи» спутников может смениться новой дилеммой — «переизбытка». Почему их может быть так много? Это ставит перед космологами новые вопросы о точности наших симуляций и возможных свойствах темной материи.
На этом изображении белым контуром отмечены звезды, входящие в состав недавно открытой карликовой галактики Дева III.Направление для будущих исследований
Чтобы разобраться в этом противоречии, астрономы обратились к данным по другим галактикам. Изучив распределение спутников вокруг галактики Скульптор (NGC 253), они обнаружили, что те расположены не хаотично, а выстроены вдоль определенного направления. Если вокруг Млечного Пути существует аналогичная «привилегированная» плоскость, и телескоп Субару случайно был направлен именно в эту богатую спутниками область, то сделанные на основе его данных оценки могут быть сильно завышены.
Для проверки этой гипотезы и получения окончательного ответа необходимы более масштабные и глубокие обзоры неба. Команда исследователей планирует использовать более мощные инструменты, такие как обсерватория Веры Рубин в Чили, которая начнет работу в ближайшие годы. Ее уникальная способность сканировать огромные площади неба с беспрецедентной чувствительностью позволит составить полную перепись карликовых галактик в нашей космической окрестности и разрешить загадку их истинного количества.
Результаты этого groundbreaking исследования были подробно изложены и опубликованы 8 июня в авторитетном Журнале Астрономического общества Японии.
Больше интересных статей здесь: Новости науки и техники.
Источник статьи: Астрономы недавно обнаружили две новые галактики-спутники Млечного Пути.