Никаких следов ореолов темной материи

Карликовые галактики — это маленькие, слабые галактики, которые обычно можно найти в скоплениях галактик или рядом с более крупными галактиками. Из-за этого на них может влиять гравитационное воздействие более крупных спутников. «Мы представляем инновационный способ проверки стандартной модели, основанный на том, насколько карликовые галактики возмущаются гравитационным приливам от ближайших более крупных галактик», — сказала Елена Асенсио, доктор философии, студент Боннского университета и ведущий автор. Приливы возникают, когда гравитация одного тела по-разному воздействует на разные части другого тела. Они похожи на приливы на Земле, возникающие из-за того, что Луна сильнее притягивает ту сторону Земли, которая обращена к Луне.

У скопления Печи богатое население карликовых галактик. Недавние наблюдения показывают, что некоторые из них кажутся искаженными, как будто были возмущены окружающей средой скопления. «Согласно Стандартной модели, такие возмущения у карликов Печи не ожидаются», — сказал Павел Крупа, профессор Боннского и Карлова университетов в Праге. «Потому, что, согласно стандартной модели, ореолы темной материи карликов должны частично защищать их от приливов, создаваемых скоплением».

Авторы проанализировали ожидаемый уровень беспокойства карликов, который зависит от их внутренних свойств и расстояния до гравитационно мощного центра скопления. Галактики больших размеров, но с малой звездной массой, и галактики, расположенные близко к центру скопления, легче потревожить или разрушить. Они сравнили результаты с наблюдаемым уровнем возмущения, очевидным на фотографиях, сделанных обзорным телескопом VLT Европейской южной обсерватории.

«Сравнение показало, что, если кто-то хочет объяснить наблюдения в стандартной модели, карликовые галактики скопления Печи уже должны быть уничтожены гравитацией из центра скопления, даже когда приливы, которые воздействуют на карлика, в 64 раза слабее чем собственная гравитация карлика», говорит Елена Асенсио. По ее словам, это не только нелогично, но и противоречит предыдущим исследованиям, которые обнаружили, что внешняя сила, необходимая для того, чтобы потревожить карликовую галактику, примерно равна собственной гравитации карлика.

Авторы пришли к выводу, что в стандартной модели невозможно самосогласованным образом объяснить наблюдаемую морфологию карликов Печи. Они повторили анализ с использованием динамики Милгрома (MOND). Вместо предположения о ореолах темной материи, окружающих галактики, теория MOND предлагает поправку к ньютоновской динамике, благодаря которой гравитация испытывает усиление в режиме малых ускорений.

«Мы не были уверены, что карликовые галактики смогут выжить в экстремальных условиях скопления галактик в MOND из-за отсутствия в модели защитных ореолов темной материи», — сказал доктор Индранил Баник из Университета Сент-Эндрюс. «Но наши результаты показывают соответствие между наблюдениями и ожиданиями MOND в отношении уровня беспокойства карликов Печи».

«Приятно видеть, что данные, которые мы получили с помощью обзорного телескопа VLT, позволили провести такую тщательную проверку космологических моделей», — сказали Аку Венхола из Университета Оулу (Финляндия) и Штеффен Миске из Европейской южной обсерватории, соавторы исследования.

Уже не первый раз, когда исследование, проверяющее влияние темной материи на динамику и эволюцию галактик, пришло к выводу, что наблюдения лучше объясняются, когда не окружены темной материей. «Количество публикаций, демонстрирующих несовместимость между наблюдениями и парадигмой темной материи, с каждым годом только увеличивается. Пришло время начать вкладывать больше ресурсов в более перспективные теории», — сказал Павел Крупа.

Доктор Хуншэн Чжао из Университета Сент-Эндрюс добавил, что их «результаты имеют большое значение для фундаментальной физики. Мы ожидаем найти больше возмущенных карликовых галактик в других скоплениях, и это предсказание должны проверить другие группы».