Новите наблюдения показват, че преди 10 милиарда години, което е времето за формиране на повечето галактики, масивните галактики с активно звездообразуване са били доминирани от "обикновена" барионна материя. Сега ефектът на мистериозната тъмна материя в галактиките е много повече.
Неочакваният извод, че в ранната Вселена тъмната материя е била значително по-малко, отколкото е сега, е направен въз основа на данни от наблюдения, получени от Very Large Telescope на ESO (European Southern Observatory).
Изследването е представено в четири статии, едната от които е публикувана в Nature на 16 март, 2017 (1 (Genzel et al., in Nature), 2, 3, 4) , разказва сайтът на ESO.
Обикновената материя се вижда във Вселената под формата на ярки блестящи звезди, нажежен газ и облаци прах. Тъмната материя не излъчва, не поглъща или отразява светлината. Нейното присъствие се проявява само в гравитационното й влияние върху обикновената материя. Съществуването на тъмна материя може да обясни защо външните части на близките до нас спирални галактики да се въртят по-бързо от теоретично определеното според наблюдаваната маса на обикновената материя в тях.
Наскоро международен екип астрономи, водени от Райнхард Генцел (Reinhard Genzel) от Макс Планк Институт за извънземна физика (Max-Planck-Institut für extraterrestrische Physik) в Гархинг (Германия) с помощта на приемниците KMOS и SINFONI на Very Large Telescope в Чили измерват въртенето на шест масивни галактики с активно звездообразуване в далечната Вселена, тоест от епохата, когато са се формирала по-голямата част от галактиките отпреди 10 милиарда години.
Резултатът от измерването е неочакван: За разлика от спиралните галактики в днешната Вселена, външните региони на далечните галактики се въртят по-бавно, отколкото на вътрешните, което означава, че има по-малко тъмна материя от очакваното.
Сравнение на въртящия се диск на галактики в далечната Вселена и сега. ESO
Ротационни криви на галактиките в близката (вдясно) и далечната Вселена. ESO
"Учудващо е не че скоростта на въртене на галактиките се оказа капризна, а че то намалява с увеличаване на разстоянието от центъра на галактиката. Може да има две обяснения. На първо място, възможно е при повечето ранни масивни галактики преобладава обикновеното вещество, а тъмната материя играе много по-малко важна роля, отколкото в нашия модерен свят. На второ място, дисковете на ранните галактики може би са били по-турбулентни от тези на спиралните галактики, които виждаме в нашата космическа околност", - заяви Райнхард Гензел, водещ автор на статия в списание Nature.
Колкото по-дълбоко и по-дълбоко проникват астрономите в ранната Вселена, толкова във все по-голяма степен се проявяват и двата ефекта.
Оказва се, че 3-4 милиарда години след Големия взрив, газът в галактиките е успял да се концентрира в плоски въртящи се дискове, а тъмната материя е образувала сферичен ореол (хало) около тях, много по-обширен от сегашното хало около галактиките. И очевидно са минали още милиарди години преди тъмната материя да се кондензира до такава степен, че ефектът да повлияе на скоростта на въртене на външните участъци на съвременните галактически дискове.
Това обяснение се съгласува с наблюденията, които показват, че ранните галактики са много по-богати от газ и значително по-компактни, съвременните.
Шесте изследвани галактики принадлежат към една голяма извадка от сто далечни галактични дискове с активно звездообразуване, чиито изображения са получени от приемниците KMOS и SINFONI на Very Large Telescope на ESO в обсерваторията Паранал в Чили. На базата на описаните по-горе измервания на отделните галактики и сумирайки слабите сигнали от други галактики е получена средната им крива на въртене, която показва, че скоростта на въртене намалява с увеличаване на разстоянието от центъра на галактиките. Две други проучвания на 240 звездообразуващи дискове потвърждават тези констатации.
Детайлната симулация показва, че докато при съвременните галактики обикновеното вещество по правило е около половината от масата, то в далечното минало или много далече, на най-големите червени отмествания обикновената материя напълно определя динамиката на галактиките.
Коментари
Моля, регистрирайте се от TУК!
Ако вече имате регистрация, натиснете ТУК!
Няма коментари към тази новина !
Последни коментари