В ранней Вселенной тёмная материя меньше влияла на галактики

Дата: 2017-03-17

Новые наблюдения указывают на то, что крупные, формирующие звёзды галактики, во пора пиковой эпохи их возникновения 10 миллиардов лет назад, находились во власти барионной или обычной материи. Это находится в поразительном контрасте с современными галактиками, в которых эффекты таинственной тёмной материи проявляют себя намного активнее. Этот неожиданный итог был получен с помощью Весьма Большого Телескопа VLT Европейской Южной Обсерватории и означает, что тёмная материя имела меньшее воздействие на раннюю Вселенную, чем сейчас.

Барионную материю мы наблюдаем вечно, этак, в виде звёзд на небе, или раскалённых газопылевых облаков, когда смотрим на фотографии космических просторов. А неуловимая тёмная материя не испускает, не поглощает и не отражает свет и может наблюдаться косвенно чрез её различные гравитационные эффекты. Присутствие тёмной материи может разъяснить то, отчего внешние части ближайших товарищ к другу спиральных галактик вращаются быстрее, чем ожидалось, если бы в мире существовала лишь обычная материя. Дело в том, что диски спиральных галактик вращаются во временных рамках продолжительностью в сотни миллионов лет. Ядра этих галактик имеют высокую концентрацию звёзд, а следственно, и барионной материи, плотность концентрации снижается по мере движения от центра к периферии. Если бы масса галактики состояла из одной лишь запросто материи, внешние регионы галактик вращались бы медленнее по сравнению с плотными центрами. Однако, наблюдения ближайших к нам спиральных галактик говорят об обратном — их внешние и внутренние области вращаются примерно на одних и тех же скоростях. Такая вращательная характеристика говорит лишь об одном — спиральные галактики должны кормить в себе невидимую тёмную материю, окружающую их в виде гало.

Сейчас, международной команде астрономов во главе с Рейнхардом Гензелем из Института внеземной физики имени Макса Планка с помощью приборов KMOS и SINFONI на VLT удалось исследовать вращение шести крупных галактик с областями звездообразования в далёкой Вселенной на расстоянии десяти световых лет от Земли. Эта труд проводилась в рамках обзоров KMOS3D and SINS/zC-SINF, учёным удалось впервой всесторонне исследовать динамику большого количества галактик на интервалах красного смещения z от 0.6 до 2.6, или пяти миллиардов лет космического времени. То, что удалось выяснить, весьма заинтриговало исследователей. В отличие от спиральных галактик в современной Вселенной, внешние области этих далёких объектов вращались медленнее, чем области, расположенные ближе к ядру. Это означает, что в то пора в галактике присутствовало меньше тёмной материи, чем сейчас. Полученный итог не подвергает сомнению тот факт, что тёмная материя была необходима для Вселенной. Скорее он предполагает, что эта материя была по-другому распределена внутри и вкруг диска галактик.

«Удивительно, однако скорости вращения оказались не постоянным, а всё пора уменьшающимися и далёких галактик. Мы выявили две вероятные причины этого. Во-первых, большинство этих ранних крупных галактик целиком находятся во власти барионной материи, а тёмная материя играет в них менее важную роль, по сравнению с Локальной Вселенной. Во-вторых, эти ранние галактические диски были намного более активными, чем спиральные галактики, которые мы наблюдаем в нашей окрестности сейчас», — комментирует Рейнхард.

Оба эффекта становятся более выраженными по мере того, будто астрономы вглядываются всё дальше и дальше в раннюю Вселенную. Это предполагает, что спустя 3-4 миллиарда лет после Большого Взрыва газ в галактиках уже эффективно уплотнился в плоские, вращающиеся диски, в то пора будто гало тёмной материи, окружающие их, были гораздо больше и занимали вящий объём. Становится очевидным, что тёмной материи потребовалось на миллиарды лет больше, чтоб уплотниться будто и галактики, таким образом, её эффект доминирования на скоростях вращения галактических дисков стал замечен лишь сейчас. Это объяснение соответствует наблюдениям, показывающим, что ранние галактики были намного более богаты газом и компактны, чем сегодняшние.

Эти шесть галактик, описываемых в этом исследовании, были среди выборки из ста отдалённых дисков с областями звездообразования, изображённых с помощью инструментов KMOS и SINFONI на VLT. В дополнении к индивидуальным измерениям этих галактик, описанным выше, средняя кривая скорости вращения создавалась, объединяя более слабые сигналы от других галактик. Эта сложная кривая также показала ту же тенденцию уменьшения скорости вращения вдали от центров галактик. Кроме того, два дальнейших исследования 240 дисков также соответствуют этим результатам.

По информации Европейскою Южной Обсерватории.

Новости астрономии и астрофизики — The Universe Times