Модель темной материи может оказаться неправильной

Загадочное несоответствие: астрономы обнаружили уже третью галактику, которая противоречит общепринятой теории темной материи. После Млечного пути и Андромеды теперь не вписываются в картину и движения спутниковых галактик вокруг галактики Центавр А – слишком уже упорядочено они вращаются вокруг своей галактики-матки. Это противоречит стандартной модели космологии. Поэтому возникает вопрос: что в принятой модели было упущено? Об этом ученые рассуждают в статье, опубликованной в журнале Science.

Галактика Центавр А. Фото NASA, ESA, and the Hubble Heritage (STScI/AURA)-ESA/Hubble Collaboration.

В соответствии с принятой космологической системой мира, каждая галактика во вселенной содержит значительные количества темной материи. Действие ее силы тяжести определяет, наряду с прочим, вращение галактик, а также влияет на движение карликовых галактик в их окружении. В соответствии с так называемой теорией Лямбда-CDM, галактики-сателлиты должны распределяться вокруг основной галактики в большей или меньшей степени случайным образом.

Слишком упорядочены

Но в случае с Млечным путем и соседней галактикой Андромеды такого как минимум не наблюдалось. Здесь большинство галактик-спутников движутся в плоскости в форме диска, вращаясь при этом в том же направлении, что и их материнская галактика. «Существование таких плоскостей вокруг обеих крупнейших галактик нашей локальной группы с трудом согласуется с моделью Лямбда-CDM», - объясняет Оливер Мюллер из университета Базеля.

Но что может за этим крыться? Неужели все наши представления о темной материи и ее распределении ошибочны? Или наш Млечный путь и галактика Андромеды всего лишь беглецы – редкое исключение, вызванное особыми локальными обстоятельствами? Чтобы внести в этот вопрос хоть какую-то ясность, Мюллер и его коллеги обратили взор на Центавр А, галактику, отделенную от нашей локальной группы примерно на 13 миллионов световых лет.

И Центавр А тоже противоречит теории

Результат оказался ошеломляющим: галактики-сателлиты вокруг Центавра А тоже не вписываются в общепринятую теорию. 14 из 16 карликовых галактик следуют общему образцу движения, вращаясь в дискообразной плоскости, расположенной вертикально к плоскости Центравра А. «Шанс, что такая корреляция является простым совпадением, ничтожно мал», - констатируют астрономы. - «И лучшее объяснение этого в том, что такие карликовые галактики действительно вращаются вокруг галактики-матки по эллиптической орбите».

Распределение галактик-сателлитов вокруг Центавра А

Это значит, что ученые получили уже третью галактику, которая не вписывается в картину классической теории темной материи. «Оказалось, что феномен кинематически когерентной плоскости галактик-сателлитов не ограничивается только Млечным путем и Андромедой», - удивляются исследователи. - «И это заставляет сомневаться в правильности существующей космологической модели и астрономического моделирования».

«Отсутствующий компонент»

Но что это может означать для нашей космологической картины мира? В соответствии с моделью Лямбда-CDM, лишь не более половины процента сателлитных систем в ближнем космосе могут соответствовать такому упорядоченному образцу. Но уже в трех из трех до сих пор исследовавшихся галактик это правило совершенно не соблюдается.

«Это может значить, что мы что-то просмотрели или не учли», - говорит соавтор статьи Марсель Павловски из университета Калифорнии в Ирвине. - «Либо в моделировании отсутствует какой-то важный компонент, либо вся основополагающая модель неправильна». Возможность «отсутствующего компонента» можно было бы связать с тем, что и Млечный путь, и Андромеда, и Центавр А в далеком прошлом испытали коллизии, вследствие которых распределение темной материи изменилось.

Этот вопрос может прояснить более глубокий анализ движение галактик-сателлитов вокруг Центавра А и других галактик. И здесь астрономы особые надежды возлагают на космический телескоп James-Webb, который будет запущен на орбиту в 2019 году.