Команда астрономів під керівництвом вчених із Єльського університету (США) виявила третю галактику, позбавлену темної матерії — гіпотетичної невидимої речовини, яка завдяки своїй гравітації утримує зіркові системи від розпаду. Об'єкт, що отримав назву NGC 1052-DF9 (або DF9), розташований приблизно в 67 млн світлових років від Землі та входить до раніше невідомої лінійної структури галактик. Результати дослідження опубліковані у журналі The Astrophysical Journal.
Темна матерія служить гравітаційним «каркасом», який збирає газ, пил та зірки разом. Вона не поглинає, не відбиває і не випромінює світло, тому її неможливо побачити. Про існування цієї субстанції вчені судять з гравітаційної дії на видимі об'єкти. За оцінками, темна матерія становить близько 27% Всесвіту і приблизно шість разів перевищує за масою звичайну речовину.
Для детального вивчення DF9 дослідники використали спектрограф Keck Cosmic Web Imager (KCWI), встановлений в обсерваторії на вершині вулкана Мауна-Кеа на Гаваях.
Вимірявши швидкість руху зірок усередині DF9, вчені встановили, що загальна маса об'єкта становить близько 100 млн. мас Сонця. Це відповідає кількості видимої речовини для галактики такого розміру та не вказує на наявність будь-яких сторонніх речовин. Якби DF9 містила звичайну для таких об'єктів кількість темної матерії, її маса перевищувала б 10 млрд мас Сонця.
“Винятково висока точність KCWI дозволила нам виміряти надзвичайно низьку масу DF9 з необхідною точністю та підтвердити практично повну відсутність темної матерії”, – зазначив автор дослідження, астрофізик Майкл Кейм з Єльського університету.
Галактика DF9 знаходиться поруч із двома іншими схожими системами – DF2 і DF4, які також містять дуже мало або зовсім не містять темної матерії. На думку дослідників, всі три об'єкти могли сформуватися одночасно внаслідок однієї потужної події. Найімовірнішим сценарієм вважається високошвидкісне зіткнення двох галактик, під час якого газ відокремився від темної матерії — з нього згодом виникли окремі галактики. Подібна лінійна система ніколи раніше не спостерігалася.
«Майже у кожній галактиці у Всесвіті домінує темна матерія. DF2, DF4 і тепер DF9 виявилися незвичайними винятками. Ці дані дають одні з найпереконливіших на сьогодні доказів того, що ці галактики сформувалися разом у результаті потужної події, яка розділила звичайну матерію та темну матерію», — додав Кейм.
Відкриття може суттєво вплинути на уявлення про формування галактик та природу темної матерії. Воно підтверджує більш ранні дослідження астронома та авторам дослідження Пітера ван Доккума, присвячені галактикам DF2 і DF4, які вказували на те, що темна матерія є самостійною формою речовини, а не ефектом гравітації.
«Досі вважалося, що галактики формуються всередині масивних гало темної матерії. Однак ця система показує, що в екстремальних умовах зірки та галактики можуть виникати і поза такими гало. Крім того, результати вказують на те, що темна матерія є реальною фізичною речовиною, здатною існувати окремо від звичайної матерії та газу. Це ставить під сумнів альтернативні теорії, які розглядають темну матерію як ефект гравітації», – зазначив Кейм.
В даний час дослідники продовжують спостереження з використанням інших телескопів, включаючи новий пристрій Mothra. Вони розраховують виявити залишки газу, які могли зберегтися після передбачуваного зіткнення галактик.
