Обнаружена цепь галактик почти без темной материи 25.07.2026

Темная материя считается одной из главных составляющих Вселенной и обычно играет роль невидимого каркаса, который удерживает звезды внутри галактик. Когда ученые находят объекты, почти полностью лишенные этого компонента, это ставит под сомнение привычные представления о формировании космических структур и открывает новые вопросы о природе самой темной материи.

Представьте себе галактику, с которой словно содрали "невидимый клей", который должен держать ее звезды вместе. Именно такова оказалась карликовая галактика DF9: по данным Live Science, она, как и еще две ее соседки DF2 и DF4, почти лишена темной материи - компонента, обычно составляющего львиную долю массы галактик. Темная материя составляет около 85 процентов всей материи во Вселенной и обычно создает невидимые ореолы вокруг галактик.

Карликовая галактика DF9 входит в "шнур" из примерно 12 тусклых галактик и почти не имеет темной материи. Ее масса составляет около 100 миллионов масс Солнца и совпадает с массой ее видимых звезд. Если бы у DF9 было "нормальное" количество темной материи, ее общая масса должна была бы превышать 10 миллиардов солнечных масс. Три галактики в этой цепи - DF2, DF4 и DF9 - указывают на совместное происхождение в результате экстремального столкновения.

Темную материю часто сравнивают с невидимым каркасом, на который нанизываются звезды, газ и пыль. Еще астроном Вера Рубин заметила, что звезды вращаются вокруг центров галактик слишком быстро, чтобы их удерживала только видимая масса. Это означало, что где-то скрывается дополнительная невидимая масса. Для большинства галактик уравнение простое: невидимой массы гораздо больше, чем видимой. Самое удивительное, что именно маленькие карликовые галактики обычно имеют наибольшую долю темной материи.

DF9 расположена в поле NGC 1052 примерно в 67 миллионах световых лет от Земли. Чтобы изучить ее, астрономы использовали спектрограф Keck Cosmic Web Imager на обсерватории Кека на вулкане Мауна-Кеа. Они измерили движение звезд в галактике, анализируя смещение длин волн, и по этому вычислили ее массу. Результат оказался почти идеальным: масса, полученная из гравитационного движения звезд, равна массе, которую дает просто подсчет света этих звезд - примерно 100 миллионов солнечных масс. То есть "лишней" гравитации, которую должна давать темная материя, почти нет.

Для типичной карликовой галактики ожидается, что ее темный ореол примерно в 100 раз массивнее суммарной массы звезд. В случае DF9 и ее "родственниц" DF2 и DF4 это правило ломается. Команда сравнивает эту цепь с миниатюрной версией знаменитого скопления Пуля (Bullet Cluster) - системы двух столкнувшихся скоплений галактик на расстоянии около 4 миллиардов световых лет. По версии исследователей, экстремальное столкновение выбросило часть вещества, из которого и сформировались DF2, DF4 и DF9. Они родились уже "облегченными" - без привычного темного ореола и выровненными в виде длинной нити.

Астроном Майкл Кайм из Йельского университета отмечает, что если бы мы знали только DF2, DF4 и DF9, никакой потребности вводить темную материю вообще не было бы: у этих трех галактик масса по гравитации полностью совпадает с массой, определяемой по свету. Космос полон столкновений галактик, но подобные высокоскоростные события относительно редки. По оценкам на основе космологических симуляций, в пределах расстояния около 67 миллионов световых лет от Земли должно произойти лишь примерно семь подобных событий.

Команда продолжает наблюдения за этими галактиками на других телескопах, включая перспективные инструменты, способные более чувствительно картографировать протяженные структуры неба. Если удастся обнаружить растянутые облака газа или другие следы колоссального столкновения, это укрепит идею о том, что странные "голые" галактики не случайное совпадение, а прямой продукт экстремальных событий.