Credit: Pieter van Dokkum, Roberto Abraham, Gemini, Sloan Digital Sky Survey
У Млечного Пути нашелся тёмный близнец. Тусклая массивная галактика Dragonfly 44(Стрекоза 44 — прим. переводчика) состоит из тёмной материи на рекордных 99.99% и может помочь переписать наши теории об образования галактик. Dragonfly 44 похожа на Млечный Путь по массе, но отличается по количеству звезд и структуре.
– Если взять Млечный Путь и из каждых 100 звёзд оставить одну, получится примерно то же самое – говорит Питер ван Доккум из Йельского университета. – Придется также взять эти оставшиеся звёзды и перемешать в блендере.
Эта галактика — не спиральная, как Млечный путь, но и не плоский диск.
Стрекозиный глаз
И она не одинока. Ван Доккум и его коллеги заметили галактику и её соседей в 2014 с помощью массива телеобъективов.
«Соединив их в этот массив, который похож на глаз насекомого, мы собираем гораздо больше света» – рассказывает ван Доккум. Поэтому его и назвали Стрекоза.
Когда команда нацелила Стрекозу на скопление Кома, огромное скопление галактик в 320 миллионах световых лет от нас, они обнаружили 47 неясных пятнышек: галактик, которые по размеру могли быть не меньше Млечного Пути, 100 000 световых лет от края до края, но содержащих так мало звезд, что их свет был не ярче света от карликовых галактик.
У этого может быть два объяснения: галактики могут быть прочно связаны тёмной материей, до сих пор необнаруженной субстанцией, которая предположительно составляет 85% от массы вселенной. Или же эти галактики нестабильны — и жестокое скопление Кома сейчас разрывает их в клочья.
Как там может быть так много тёмной материи?
Чтобы понять это, ван Доккум с коллегами наблюдал за Dragonfly 44, одной из самых больших из галактик, с помощью спектрографа на 10-метровом телескопе Keck II на горе Мауна-Кеа, Гавайи. Это позволило команде отследить, как быстро звёзды движутся по галактике и вычислить её массу: чем выше скорость, тем больше масса.
Они обнаружили, что звезды двигались со скоростью 47 км/с, делая Dragonfly 44 примерно в триллион раз массивнее Солнца. С таким малым количеством нормальной материи, она должна на 99.99% состоять из тёмной материи, чтобы уцелеть, что гораздо больше, чем в среднем по вселенной. Галактика побила рекорд другой похожей тёмной галактики в скопление Девы обнаруженной ранее в этом году, которая состоит из тёмной материи на 99.96%.
Но астрономы не понимают, как образуются эти тёмные галактики. «Сложно спорить с наблюдениями, но выводы из статьи противоречат моему пониманию о том, как формируются галактики» – говорит Марла Геха из Йельского университета. – «Я надеюсь, что такие объекты достаточно редки и/или формируются только в особых условиях, вроде плотного скопления галактик. В ином случая нам может понадобиться переписать теорию формирования галактик».
Ссылка на оригинальную публикацию: Astrophysical Journal Letters, DOI: 10.3847/2041-8205/828/1/L6. arXiv
Комментарии (61)
vc9ufi
26.08.2016 14:54+5Dragonfly 44 примерно в триллион раз массивнее Солнца
Не корректнее сравнить с Млечным путем?
kovyl
26.08.2016 16:43Просто массу Солнца гораздо легче представить, чем массу Млечного Пути.
simki28781
27.08.2016 16:25+1Триллион уже сложнее, визуально после тысяч, единицы измерения не воспринимаются + трудности перевода. Проще сравнивать сравнимое, родной млечный путь или туманность Андромеды.
khoramus
26.08.2016 14:56+2Тут поподробней и понятней написано http://www.vesti.ru/doc.html?id=2791912&cid=2161.
willmore
26.08.2016 15:07-1Не понимаю, что такого загадочного касательно формирования подобных галактик. Насколько я знаю, по существующим моделям, вначале формировались скопления темной материи, а уже после в этих гравитационных колодцах собиралось обычное вещество, формируя галактики. Сюда вполне укладывается, что куда-то барионного вещества могло попасть меньше — вот вам и сильно разреженная галактика.
Randl
26.08.2016 16:22+5Если для вас все понятно, а для ученых из Йельского университета не понятно, то либо вы плохо разбираетесь в теме, либо они.
Mad__Max
30.08.2016 00:09+1Разбираются плохо не ученые или willmore а очередные регулярно насилуемые учеными журналисты рождающие подобные перлы.
Как правильно willmore пишет — это базовые общепринятые модели в космологии, что первыми формируются именно скопления темной материи, а потом в них уже стягивается обычное вещество и формируются галактики(ну на самом деле влияние взаимное, но т.к. ТМ в разы больше, то основную динамику в формировании крупных структур, включая галактики задает ТМ).
И ничего нового и необычного как могла сформироватьяс такая галактика почти из чистой ТМ ученые тут не видят — достаточно оригинал научной статьи заглянуть. Единственно, что ученых озадачило — почему после формирования такой галактики (как положено из темной материи) в ней дальше образовывалось так мало звезд из обычной материи и поэтому сейчас она так слабо светится — что-то мешало стекаться обычной материи(газу) в этот сгусток ТМ и формировать в нем звезды.
Ну а дальше пошли бредни изнасилованного журналиста, которые вы перевели повторив их:
— переврал, то чем были на самом деле «озадачены» учены
— наврал с долей темной материи — откуда-то взял(видимо высосал из пальца по своему усмотрению поделив какие-то первые попавшиеся числа встречающиеся в статье) 99.99% ТМ, хотя в оригинале ученые дают оценку доли ТМ — 98%.
— наврал скорость движения звезд в галактике: 47 км/с и сказал что это быстро и сравнимо с нашей галактикой. Хотя в нашей галактике скорость вращения звезд от 200 км/с и выше. А 47 км/с это была бы очень низкая скорость — отвечающая намного меньшей массе. Ответ как обычно в оригинале есть — 47 км/с это вообще не сами скорости вращения звезд как переврал журналюга, а дисперсия (разброс/отклонения от средней) скоростей звезд.
Sergei2405
26.08.2016 15:21А для людей далеких от астронимии, что за циферки в углу фотографий, это же не могут быть 10/100 Килопарсеков? А если все же парсеки, то непонятно зачем они? Ибо часть галактик расположена ближе этой метки, а часть дальше и их размер не понятен. Если же это какой то паралакс, то нужны вторые фотографии. Вообщем как из этих фотографий и этой метрики узнать «расстояние до» или размер галактик на фото?
greshnik80
26.08.2016 18:50Это масштаб. То есть, в отрезке такой длинны на фото умещается 10 000 парсек реального пространства.
Regis
26.08.2016 23:03На каком расстоянии от нас? Близкая маленькая и далекая большая галактки на фото могут иметь одинаковый размер.
0lympian
27.08.2016 12:32Думаю это просто так отразили диаметр самого объекта, этой галактики — как раз размер этой «мерной линейки» совпадает. Ну а так конечно да, на фотках можно описывать только в угловых единицах (например как в hubble deep field вся фотка 2.6 угловых минут), а не линейных.
Sergei2405
27.08.2016 14:38Да, в оригинале как раз говориться что диаметр этой галактики в 9,2 кпс. Так метрика верна только для этой галактики галактики.
Mad__Max
30.08.2016 00:37Это килопарсеки.
А расстояние от нас до самой галактики (и соседних с ней) около 100 миллионов парспек. На этом фоне диаметр самой галактики (несколько десятков тысяч парсек) значения не имеет — на снимке это все получается одна «плоская» картинка(проекция) не имеющая глубины.
«Линейка» для того и нарисована, чтобы можно было примерно на глаз оценить размеры и дает хорошее представление не заглядывая в таблицы — яркое ядро галактики имеет радиус 4,6 килопарсека / диаметр 9.2 килопарсека — как раз чуть меньше «1 мерного отрезка».
vangelfeld
26.08.2016 16:07-2Вопрос знатокам: в начале вселенной 99,9...9% материи и антиматерии аннегилировало превратившись в энергию, куда делась эта энергия? по уравнению Эйнштейна она должна была снова сконденсироваться в материю.
Могло ли быть так, что вся эта энергия превратилась в тёмную материю, которая «помня» жестокий урок прошлого, ни с кем не взаимодействует и не проявляет себя?
vkegdzoy
26.08.2016 17:27На сей день гипотезы происхождения Вселенной рассматривают пространство как единое многомерное поле, которое имеет энергию само по себе, то есть изменяет топологию даже в состоянии покоя. Когда взаимодействие становится локальным, процессы этих взаимодействий выглядят как частицы для нас. Конденсирование энергии в частицы лишь проблема нашего восприятия. Но если перейти на уровень выше и говорить только с точки зрения нас самих, то энергия для конденсирования в частицы должна быть слишком огромной, настолько, что только гипотеза Большого взрыва может это объяснить. Так материя это небольшой процент частиц которые не успели преобразоваться в излучение при БВ.
Regis
26.08.2016 23:07в начале вселенной 99,9...9% материи и антиматерии аннегилировало
С чего вы взяли?
по уравнению Эйнштейна она должна была снова сконденсироваться в материю
А это откуда взялось? Никому она (энергия) ничего не должна. Разве что «сохраняться» в совокупности с массой.
которая «помня» жестокий урок прошлого
Память — сугубо антропогенное понятие. Материя сама по себе «помнить» не может.
VenomBlood
26.08.2016 23:42Разве что «сохраняться» в совокупности с массой.
Да и сохраняться не обязана.
Anarions
28.08.2016 23:36С чего вы взяли?
тбв звучит приблизительно так. Материя и антиматерия возникли в равных пропорциях и аннигилировали, при этом материи оказалось на ничтожно малый процент больше, и из этого ничтожно малого процента и состоит вся видимая вселенная.
куда делась эта энергия
вроде-бы излучилась когда вселенная стала «прозрачной» после рекомбинации, и мы наблюдаем эти фотоны как реликтовое излучение.
Mad__Max
30.08.2016 00:51С чего вы взяли?
Такие сейчас общепринятые космологические модели образования нашей вселенной.
А это откуда взялось? Никому она (энергия) ничего не должна. Разве что «сохраняться» в совокупности с массой
Вообще должна — при достаточно высокой плотности энергии в пространстве, она неизбежно начинает порождать частицы и античастицы — т.е. материю. Единственное, что это не из теории Эйнштейна следует, а из квантовой физики.
Idot
26.08.2016 17:03-1А могут ли там вместо Тёмной Материи быть просто погасшие звёзды?
Ilyasyakubov
26.08.2016 19:26Как вы себе это представляете? :)
Anarions
28.08.2016 23:38Как вы себе это представляете? :)
вообще так себе это представляло и довольно большое количество учёных, лишь недавно данные наподобии bullet cluster-а окончательно пошатнули их позицию, так что не стоит быть столь снисходительным.
Arxitektor
26.08.2016 17:36Надеюсь у ученых цивилизации на планете у звезды в этой галактике дела с поиском тёмной материи обстоят лучше чем у нас )
Anarions
28.08.2016 23:40нам свою галактику довольно тяжело «окинуть взглядом», мы о ней судим по тем кускам которые видно, и по наблюдениям схожих галактик. Но чисто теоретически в невидимой нам части вполне может находиться какая-нибудь НЁХ которую мы ещё очень долго не сможем разглядеть. Так что, есть вероятность, что мы в более выгодной позиции для изучения такой галактики.
ClearAirTurbulence
26.08.2016 18:01+7Обожаю стилистику дешевого западного научпопа…
«У Млечного Пути нашелся тёмный близнец.»
«Dragonfly 44 похожа на Млечный Путь по массе, но отличается по количеству звезд и структуре.»
«Если взять Млечный Путь и из каждых 100 звёзд оставить одну, получится примерно то же самое… Придется также взять эти оставшиеся звёзды и перемешать в блендере.»
«Эта галактика — не спиральная, как Млечный путь, но и не плоский диск.»
Тёмный близнец, который совсем не близнец, т.к. из общих характеристик одна лишь масса.Anarions
28.08.2016 23:41Brother from another mother.
Простите, слабо представляю как сказать это по-русски сохранив стилистику.
kauri_39
26.08.2016 19:44+1Пожалуй, такие массивные малозвёздные галактики — исключения из зависимости Талли-Фишера. В ней чем больше светимость галактики, чем больше масса её барионной материи, тем больше скорость её вращения. А тут «Стрекоза 44» имеет светимость в 100 раз меньше, а скорость вращения — лишь в 5 раз меньше. Делается вывод, что недостающую массу её барионной материи дополняет масса её тёмной материи. А если обойтись без ТМ, то какой должна быть масса её центральной ЧД?
rafuck
27.08.2016 00:07+2Скорее всего тут характер вращения внешних «слоев» диска галактики относительно ее центра не получается описать без некой массивной субстанции, «размазанной» по галактике, а не сосредоточенной в одном месте.
kauri_39
27.08.2016 18:51Не может ли эта массивная субстанция быть холодным межзвёздным газом? Или даже вообще — множеством чёрных дыр?
А что, в самом начале «перекормили» звёзды газом, и от избыточной массы почти все они сколлапсировали в ЧД. Звезды уже не видно, а масса её участвует в удержании быстро вращающихся крайних звёзд и спутниковых скоплений. Получается такая «галактическая система чёрных дыр».simki28781
27.08.2016 20:21+1ЧД на практике излучают и очень даже хорошо, так как окружены скоплениями газа, газ закручивается вокруг ЧД и светит во всех диапазонах вплоть до гамма. Плюс яркие джеты по «полюсам», хоть несколько да были бы направлены в сторону нас.
Черные дыры могли бы быть без признаков активности, но в дальнем космосе, мне кажется. В галактике все же есть остаточный газ. В нашей так вообще, весь вид звездного неба портит. Зато и защищает от вспышек сверхновых например. Ядро нашей галактики так же, очень активно.
Silverado
28.08.2016 08:02Распределение холодного газа достаточно неплохо изучено (по его линиям поглощения в спектрах далеких галактик, например), и, если наши модели определения расстояний не ошибаются капитально, то его очень сильно не хватает.
ЧД, а также планеты без звезд, тусклые белые и коричневые карлики и прочие массивные объекты, которые мы не можем пронаблюдать напрямую (в английской литературе их называют MACHO — massive compact halo objects) должны генерировать события гравитационного линзирования куда чаще, чем мы сейчас это наблюдаем.kauri_39
28.08.2016 11:08Да, вопрос сложный, но простым введением ТМ его следует решать в последнюю очередь. Нужно, по-моему, сначала разобраться с механизмом гравитации, а потом уже искать недостающую материю, если в ней будет нужда после этого.
Что если искривление пространства материей есть лишь следствие поглощения пространства материей? Что это меняет? Пространство даёт добавку к известной силе гравитации в гравитационно связанных объектах. Энергетически плотный вакуум (эфир), расширяясь, движется от областей своей наибольшей плотности в области с материей, которая его поглощает и снижает его плотность. Поэтому галактики в скоплениях не просто притягиваются по формуле Ньютона, а их дополнительно придвигает друг к другу втекающий в скопления эфир. Он же придвигает к центрам вращения и звёзды в галактических дисках, втекая в галактики. Создаёт ту самую милгромовскую поправку в МОНД, которая успешно заменяет в галактиках ТМ.
По-моему, такое понимание гравитации не изменит определённые прежде расстояния до далёких галактик. Космологическое покраснение фотонов и так воспринимается как увеличение длины их волны во встречном потоке пространства, расширяющегося от наблюдателя? Это не противоречит «масштабному фактору»? Изменится понимание гравитационного покраснения фотонов. Летящие от массивного тела фотоны — навстречу гравитационного потока эфира — тоже будут увеличивать длину своей волны для их приёмника в космосе. Это известная зависимость длины волны звука в движущейся среде.
Кстати, гравитацию как движущуюся среду к поглощающей её материи моделировали в создании аналога горизонта событий ЧД. И успешно — в такой модели (в сверхзвуковом потоке охлаждённых атомов рубидия) нашли аналог излучения Хокинга.
В общем, «О, сколько нам открытий чудных...»
kauri_39
27.08.2016 21:55Так может нету в них газа? И светиться нечему вокруг ЧД. Весь вымели, сначала звёзды, потом ЧД. И для них получились безгазовые коридоры в галактиках. Есть ли какие другие идеи без привлечения ТМ?
Smitak
28.08.2016 04:21Мне тоже кажется, что объяснение нестыковок в гравитационной теории с помощью мистический тёмной материи как-то нелепо и в скором времени от неё откажутся. Видимо гравитация работает как-то по-другому в некоторых случаях или мы неправильно оцениваем и измеряем массы далёких объектов.
kauri_39
28.08.2016 08:51-1Да, для объяснения зависимости Талли-Фишера и плоской шкалы скоростей галактик ТМ не нужна. Первая объясняется тем, что чем больше масса (светимость) галактики, тем больше она поглощает эфира (энергетически плотного вакуума) из межгалактического пространства. (Эфир из частиц материи выводится в 5 измерение, о сущности которого — в моей первой здесь публикации). Поэтому в противостоянии потоку эфира, втекающего в галактический центр — в ЧД, могли формироваться звёзды только с большими скоростями вращения вокруг центра. Медленный газ и звёзды давно упали в центральную ЧД.
Плоская шкала скоростей детализирует эту зависимость — показывает, с какой силой эфир сносит звёзды к центру, с таким центробежным ускорением и, соответственно, с такой скоростью должны вращаться звёзды в галактических дисках.
Но открытые тёмные массивные галактики нарушают, точнее, ослабляют эту зависимость. Возможно, в них просто много тёмной, но барионной материи.
Почему же падают скорости вращения планет при их удалении от Солнца? Очевидно, на их радиусах нет столь быстрого потока галактического эфира к Солнцу, которому нужно противостоять высокой орбитальной скоростью. Звёзды в галактиках гораздо более разреженны, чем галактики в своих скоплениях. Солнце вращается и закручивает втекающий в него эфир. И уже он вращает орбиту Меркурия — вызывает известное смещение его перигелия.Smitak
28.08.2016 14:19То есть солнце как огромный волчёк, вращаясь, закручивает эфир, создавая некий водоворот эфира, тем самым изменяя скорость планет? Почему тогда оно не замедляет своего вращения, если отдаёт вращением часть энергии?
geher
28.08.2016 14:48Скорее всего замедляет, как мне кажется.
Только причины этого не обязательно объяснять потерями на «закручивание эфира». Сейчас это объясняют обычным приливным взаимовлиянием вращающихся относительно общего центра тяжести объектов. Так же ведет себя пара «Земля-Луна», в которой Земля постепенно увеличивает продолжительность суток (т.е. уменьшает скорость вращения вокруг оси), в то время как Луна стабилизировалась, синхронизировав орбитальное движение с вращением вокруг оси.
Другой вопрос, что соотношение масс объектов планета и звезда скорее всего делает такое замедление для звезды практическк незаметным.
kauri_39
28.08.2016 14:53-1Может, и замедляет, но кто это вычислит и измерит? Ведь вращение орбиты Меркурия совершается раз в 260 тысяч лет, а вращение орбит Венеры, Земли, Марса замедляется гораздо больше. Его едва можно измерить, а измерить обратное влияние — замедление вращения гораздо более массивного Солнца, по-моему, далеко за гранью точности наших инструментов.
SystemXFiles
У меня в голове сразу фантастическая мысль, а вдруг эта гравитация исходит от «параллельной вселенной»? Вдруг там, за некой чертой, есть своя жизнь и свои галактики. Для той вселенной уже мы выглядим как темная материя.
Конечно слишком много вдруг, но интересно представить этот мир
Roboserv
я не эксперт по ТМ, но насколько я знаю ТМ это не зеркальное отображение нашей стандартной модели частиц, то есть никаких планет и инопланетян из ТМ не существует. На сколько я читал ТМ очень слабо взаимодействует даже сама с собой.
comradeCaldor
У нас имеется множество теоретических моделей того чем она может быть. Некоторые из них рассматривают аж целый «тёмный сектор» с тёмными фотонами, тёмными хигсами и всевозможными специфическими взаимодействиями.
simki28781
Ну так же для фантастики можно предположить, что когда обычная материя засасывается в черную дыру, она становится темной материей, так как при превышении скорости света масса становится комплексной, вроде и материя и не материя. Так же, если и мы в черной дыре (если масса вселенной больше некого критического значения то наша вселенная ЧД), то матеря попавшая из вне, после формирования ЧД и будет темной материей, появляясь равномерно по объему.
Smitak
А в этом что-то есть. Однако, хотелось бы пояснения, почему новое вещество, попадая к нам должно преобразовываться в тёмную материю? То есть вещество потеряет все свойства кроме гравитации, почему?
simki28781
Это просто гипотеза. Просто если подставляем сверхсветовую скорость в формулы ТО, получаем мнимые числа, это и похоже на темную (мнимую) материю, можно еще какие-то нюансы поискать, просто поработав с комплексными числами применительно к материи (массе например).
kalmarius
Видел где-то предположение, что согласно теории струн пространство-время имеет минимум 10 измерений, 4 нам известны (три обычных + время), остальные нам недоступны, но могут взаимодействовать с «нашими» посредством гравитации.
Те кто в теме, можете прокомментировать, имеет оно право на существование?
kauri_39
Я не в теме, но слышал, что у теории струн проблемы: предсказываемые ею суперсимметричные частицы не были найдены в очередном эксперименте: http://vladimir-anski.livejournal.com/45372.html.
Хотя признаю связь гравитации с дополнительным пятым измерением. В моделях горизонта событий чёрных дыр гравитация представлялась как поток пространства к ЧД, имеющий за горизонтом сверхсветовую скорость. Ну а куда материи девать поглощаемое пространство? Выводить в 5 измерение.
Кстати, из него же в наше пространство повсеместно поступают новые «кванты пространства» и уплотняют его, побуждая к расширению. Сколько их поступает, на столько же увеличивается объём Вселенной, отсюда — космологическая постоянная.
Psychosynthesis
Кванты пространства? Это как вообще?
MichaelBorisov
Кубометры, например. Это не обязательно должны быть кванты, сгодится любая конечная единица измерения пространства.
kauri_39
Правильно. Материя квантована — вплоть до фотонов, квантовано и пространство — до эфиронов. Пространство — это эфир, множество взаимно сжатых эфиронов. И квантовая гравитация в своей основе — это постоянная ликвидация эфиронов фотонами, вывод их содержимого в 5 измерение. Фотоны ликвидируют эфироны по курсу своего движения — линейного, если они свободны, или орбитального, если они образуют кварки, электроны. EmDrive подтверждает эту гипотезу.
Incidence
Планковский объём
isden
http://www.membrana.ru/particle/16368
Psychosynthesis
Ого, мембрана до сих пор онлайн… Вот не понимаю создателей, продали бы чтоли права на админку кому-нибудь.
vilky
Надо начать на гиктаймсе собирать деньги на выкуп мембраны. Тематика статей здесь близкая, мастера заголовка тоже присутствуют во множестве…
NewStoic
А есть объявленная стоимость и продавец? Идея то не плоха…
MichaelBorisov
Хм, любопытная теория. Но тогда «поток пространства» течет не только к черным дырам, но вообще к любым тяготеющим объектам, вопрос только в его скорости. Не подскажете, что за теория вводит такое видение гравитации?
kauri_39
Не знаю, какой теорией руководствовались экспериментаторы, моделируя горизонт событий лаборатории в потоке воды: http://www.membrana.ru/particle/12544 и в потоке охлаждённых атомов рубидия: http://www.vesti.ru/doc.html?id=2788418 Но они действительно видели гравитацию как поток пространства к материи, если они создавали таким образом её аналог. И это был точный аналог, благодаря которому был получен аналог излучения Хокинга.
Думаю, такая модель гравитации и приведёт к созданию квантовой теории гравитации. Тогда перестанут искать тёмную материю, объяснят эквивалентность инертной и гравитационной массы, гравитационное и космологическое покраснение фотонов объяснят с единых позиций, решат проблему космологической постоянной и т.д. Это будет революция, и не только в физике…
sumanai
Измерений по теории уже 11, гуглите вторую струнную революцию.