В 2018 году астрономы сообщили, что ультрадиффузная галактика NGC 1052-DF2 практически не содержит загадочной тёмной материи, за что СМИ её даже прозвали «невозможной галактикой». Это сообщение было встречено со скепсисом и даже опровергалось, но новое исследование подтвердило этот факт. Мало того, оно также подтверждает реальность существования тёмной материи во Вселенной, хоть подобный вывод и кажется парадоксальным.
NGC 1052-DF2 и её состав. Снимок был сделан орбитальным телескопом «Хаббл». Credit: NASA/ESA/STScI/Zili Shen/Pieter van Dokkum/Shany Danieli.
Ультрадиффузные (или особо диффузные) галактики — объекты с крайне низкой светимостью, сопоставимые по размерам с другими галактиками, но содержащие намного меньше звёзд, а также очень мало газа и пыли. Та же NGC 1052-DF2 по размерам значительно больше, чем наша родная спиральная галактика Млечный Путь, но в ней имеется в 200 раз меньше звёзд. Их настолько мало, что сквозь галактику можно спокойно наблюдать другие. Необычно. Но что по-настоящему странно — это практически полное отсутствие тёмной материи! Мало того, после была обнаружена схожая «невозможная галактика» — NGC 1052-DF4. Но что интересно, также была обнаружена ультрадиффузная галактика Dragonfly 44, которая как бы в противовес этим двум объектам на 99,99% состоит из тёмной материи!
Открытие 2018 года всполошило научный мир. Без тёмной материи не предусматривается ни одна из известных теорий возникновения галактик. «Тёмная материя рассматривается обычно как важная составляющая любой галактики. Она является, так сказать, клеем, удерживающим галактику, и образует базовый "каркас" для её образования», — объясняет Эллисон Меррит, один из соавторов того исследования. Из-за этого многие СМИ тогда даже прозвали NGC 1052-DF2 «невозможной галактикой». Однако в 2019 году учёные сообщили о возможной ошибке исследователей, из-за которой получились такие странные выводы. Тогда предполагалось, что странная галактика ближе, чем считалось раньше, из-за чего её масса была рассчитана неправильно. Но новое исследование, опубликованное в научном журнале The Astrophysical Journal Letters, подтвердило факт отсутствия тёмной материи в NGC 1052-DF2.
Вновь учёным помог легендарный орбитальный телескоп «Хаббл», который уже не первое десятилетие верно служит человечеству. Полученные с него данные помогли точнее определить расстояние до NGC 1052-DF2 и проверить выводы 2018 года. В результате было обнаружено, что NGC 1052-DF2 находится даже дальше, чем было первоначально измерено: 72 миллиона световых лет против 65. Это позволяет убедиться в том, что масса галактики измерена верно и тёмная материя в ней действительно практически отсутствует. И этот факт противоречит современным представлениям о роли тёмной материи, но парадоксальным образом подтверждает её существование!
Тёмная материя — форма материи, которая составляет порядка четверти массы-энергии Вселенной и проявляется только в гравитационном взаимодействии. Понятие тёмной материи было введено для теоретического объяснения так называемой проблемы скрытой массы в эффектах аномально высокой скорости вращения внешних областей галактик и гравитационного линзирования, так как в них задействовано вещество, масса которого намного превышает массу обычной видимой материи. Существование тёмной материи подтверждается множеством исследований, но её природа остаётся загадкой. Существуют гипотезы, которые пытаются объяснить необычные наблюдаемые явления, приписываемые воздействию тёмной материи, на «устаревание» света, свойства самой гравитации и т.д. Однако если то, что считают тёмной материей, на самом деле является неизвестным свойством гравитации обычного вещества или иным явлением, то такая кажущаяся «тёмная материя» должна проявиться и в NGC 1052-DF2, и в NGC 1052-DF4, и вообще везде! Но эти галактики не обладают свойствами, которые приписывают тёмной материи, а значит, эти альтернативные гипотезы ошибочны, а тёмная материя действительно существует во Вселенной. Но теперь вопросов о её природе и значении ещё больше...
