Дальний космос — Ученые подсчитали необходимое галактикам количество темной материи для вспышки звездообразования

Ученые подсчитали необходимое галактикам количество темной материи для вспышки звездообразования

 Область Дыра Локмана, изученная «Гершелем». Фото ESA & SPIRE consortium & HerMES consortium.

Международная группа астрономов подсчитала, какое количество темной материи необходимо галактикам для активного звездообразования.

Темная материя - это гипотетическая субстанция, о наличии которой во Вселенной впервые заговорили астрономы. Они обратили внимание на то, что силы, с которыми притягиваются друг к другу галактики и их скопления, образующие впоследствии галактические кластеры, не могут быть объяснены гравитационными взаимодействиями звезд, газопылевых облаков и других, видимых в телескопы, небесных тел в них. Согласно расчетам, эти силы в несколько раз превышают те, что должны были возникнуть. Поэтому ученые предположили, что в космосе существует иной род материи, не взаимодействующий с электромагнитным излучением, а потому его нельзя обнаружить с помощью телескопов. Эта материя, названная за свои предполагаемые свойства «темной», должна состоять из массивных частиц, очень слабо взаимодействующих с атомами, образующими привычные нам «видимые» вещества. Темная материя  участвует в гравитационном взаимодействии, но не участвует в электромагнитном. Согласно существующим гипотезам, галактики как бы завернуты в «саван» из темной материи, которая образует вокруг них своеобразное гало.

Распределение темной материи в исследуемом участке неба в соответствии с различными моделями. Иллюстрация The Virgo Consortium/Alexandre Amblard/ESA.

Существующие астрономические модели предполагают, что процесс рождения галактики начинается с накопления «темной» массы»: темная материя способствует притягиванию «обычных» атомов, и в определенный момент происходит так называемая вспышка звездообразования. В этот период звезды в галактике образуются в 100-1000 раз быстрее, чем это происходит, например, сегодня в Млечном Пути.

В рамках исследования ученые обработали данные, собранные в инфракрасном диапазоне спектрометром и камерой SPIRE космического телескопа «Гершель». Они изучали галактики, удаленные от нас на расстояние 10-11 миллиардов световых лет и расположенные в Дыре Локмана в созвездии Большой Медведицы. Дыра Локмана – относительная область  пустого пространства, в которую, как через замочную скважину, можно увидеть далекие галактики. Названа в честь её первооткрывателя, астронома Феликса Локмана.

Проанализировав полученную от телескопа информацию,  ученые сделали вывод, что интенсивность звездообразования в наблюдаемых галактиках в 3-5 раз больше, чем считалось до сих пор. Используя новые данные, астрономы смогли внести уточнения в существующие космологические модели и заявили, что, согласно их расчетам, минимальный предел массы темной материи, необходимой для зарождения в галактиках активных процессов звездообразования, составляет около 300 миллиардов солнечных масс. «Данные "Гершеля" показывают, что для того, чтобы в галактике  произошла  вспышка звездообразования, нужно не так много темной материи, как мы считали ранее», - говорят авторы исследования.

Читайте также: