до юбилея
340 дней
 
Большая проблема малых галактик

Большая проблема малых галактик

В стране и миреНаука и техника
 Изучение карликовых галактик, обращающихся возле Млечного пути, позволило выявить весьма странное обстоятельство: независимо от того, сколько звезд содержит каждая такая галактика, все они имеют примерно одну и ту же массу

Полученные результаты могут помочь прояснить важную вещь - базовый механизм формирования всех галактик, - а также узнать что-то принципиально новое о природе той таинственной материи, что астрофизики называют темным веществом (dark matter).

Наша Галактика, как известно, окружена десятками карликовых галактик (в настоящее время известно о 23 таких объектах), которые обладают рекордно малой - среди галактик - светимостью. Эти крошечные галактики считаются стандартными "кирпичиками", из которых на протяжении всего времени существования Вселенной постепенно "лепились" галактики крупные (вроде Млечного пути). Трудности с поиском новых маленьких галактик, окружающих Млечный путь, связаны с тем, что из-за своей слабости эти карлики легко теряются среди скоплений более близких к нам звезд, относящихся непосредственно к нашей Галактике. Всего лишь четыре года тому назад было известно лишь о 10 спутниковых галактиках. Новых успехов в этих поисках удалось добиться благодаря новой методике наблюдений и построению самых детальных карт неба в ходе реализации программы Слоановского цифрового обзора неба (Sloan Digital Sky Survey - SDSS). Астрономы сначала использовали данные SDSS для того, чтобы обнаруживать специфические типы звезд, которые должны содержаться именно в карликовых галактиках, ну а затем выявляли и самих этих карликов - как небольшие "сверхскопления" нужных типов звезд - то есть те участки неба, где содержится больше таких звезд, чем в окружающих областях. Несколько самых мелких новых галактик обнаружила группа астрономов, возглавляемая нашим соотечественником - выпускником МГУ Василием Белокуровым, работающим в британском Кембриджском университете (University of Cambridge).

Самые известные и крупнейшие "партнеры" нашей Галактики - это Большое и Малое Магеллановы облака. Остальные не могут похвастаться величиной и яркостью. Это, например, Скульптор и Печь, обнаруженные в 1938 году, Лев I и Лев II, обнаруженные в 1950 г., Дракон и Малая Медведица, обнаруженные в 1954 г., Киль, обнаруженный в 1977 г., Секстант, обнаруженный в 1990 г., и, наконец, Большой Пес, обнаруженный в 2003 г.

Надеясь узнать что-то новое об этих тусклых скоплениях звезд, американский космолог индийского происхождения Маной Каплингат (Manoj Kaplinghat) из Калифорнийского университета в г. Ирвайне (University of California, Irvine) и его коллеги вычислили массу 18 подобных объектов - на сегодняшний день это самый обширный набор изучаемых карликовых галактик. Оценка массы проводилась в ходе наблюдений за некоторым репрезентативным набором звезд в каждой галактике - измерением их угловых скоростей. Чем больше скорость небесных тел, вращающихся вокруг общего центра масс, тем значительней их общая масса.

Несмотря на то, что карлики содержат самое разное число звезд - от нескольких тысяч до более чем 10 миллионов, - полные массы их ядер оказались удивительно схожими - они все (согласно сообщению авторов открытия в журнале Nature от 28 августа) эквивалентны порядка 10 миллионам солнц. Все это подразумевает наличие в самых маленьких галактиках наибольшего количества невидимого темного вещества, а в тех, что покрупнее и поярче, соответственно, наименьшего.

С точки зрения современных теорий плохо объяснима как эквивалентность масс карликовых галактик, так и их различная светимость. Почему между ними существует такое неравенство и почему не обнаруживается большого количества предсказанных галактик еще меньшей массы - это те вопросы, на которые должна еще будет ответить современная наука. "Это все может свидетельствовать о том, что в природе наличествует какое-то пороговое значение для массы галактики при ее формировании, - говорит Каплингат. - Возможно, менее массивные скопления вещества просто не обладают гравитацией, достаточной для того, чтобы сформировать звезды, и поэтому они так никогда и не становятся видимыми". Современные теории галактической эволюции исходят из предположения, что скопления темной материи когда-то на заре времен действовали как своего рода "затравка" для собирания будущих галактик из небольших групп звезд. При этом галактики, подобные Млечному пути и туманности Андромеды, за прошедшие 12 миллиардов лет (если верна так называемая иерархическая космологическая модель - hierarchical cosmological model) умудрились заглотить каждая по паре сотен карликовых галактик и протогалактических фрагментов.

Более спекулятивное предположение может состоять также и в том, что небольшие скопления обычного вещества вообще никогда не образуются без участия вещества темного. Темное вещество в таком случае должно обязательно состоять из относительно тяжелых и медленных частиц (это предсказывает так называемая теория холодного темного вещества). Поскольку тяжелые частицы "холодны" - т.е. перемещаются медленно, - состоящее из них "облако" способно уплотняться, формируя как небольшие, так и весьма обширные скопления. При этом чем "теплее" неизвестные нам пока типы частиц темного вещества (т.е. легче и быстрее перемещаются), тем больших размеров изначальных скоплений требуется достичь для образования полноценных галактик (именно этим обстоятельством можно было бы объяснить нехватку самых мелких карликовых галактик). Разумеется, более "теплое" темное вещество потребует иных методов поиска, иного устройства подземных лаборатории, модификации уже существующих экспериментальных установок (в том числе с участием Большого адронного коллайдера, работа над которым сейчас заканчивается вблизи швейцарской Женевы). Это значит, что нынешнее исследование должно заинтересовать всех физиков.
 


Фото /4

1
2
3
4
Вступайте в группу Новости города Новокузнецк в социальной сети Вконтакте, чтобы быть в курсе самых важных новостей.
Максим Борисов
grani.ru

всего: 1113 / сегодня: 1

Комментарии /0

Смайлы

После 22:00 комментарии принимаются только от зарегистрированных пользователей ИРП "Хутор".

Авторизация через Хутор:



В стране и мире