Изучая распределение звезд и темной материи в галактиках, ученые обнаружили удивительное сходство. Это сходство настолько велико, что появилось предположение о «теорию заговора балджа и гало». Однако такое разнообразие структур среди разных галактик с разным красным смещением минимально, будто барионное вещество и темная материя согласованно распределяются. В итоге астрономам удалось эту гипотезу опровергнуть.
Темная материя стала неотъемлемой частью галактик после того, как учёные обнаружили, что вращение внешних областей невозможно объяснить только массой звёзд. Возникли новые вопросы: как темная материя влияет на распределение массы в галактиках, на каком расстоянии она становится преобладающей и как взаимодействует со звездами?
Изучая взаимодействие темной материи с обычной вещью звезд астрономы выяснили: во всех галактиках, независимо от их особенностей, плотность вещества убывает от центра к краям с одинаковой скоростью.
По идее, различие в расположении звезд и темной материи должно было порождать большую вариативность в скоростях движения, а не сводить все к единому значению. Так родилась «теория заговора». балджа и галоИзучение галактик выявило странные совпадения в распределении их массы, которые пока нельзя объяснить с помощью физических законов.
Такая однородность свидетельствовала о том, что темная материя и звёзды каким-то образом уравновешивают друг друга, формируя структуры с массой, близкой по величине. объяснила Каро Деркен (Caro DerkenneРуководитель новой разработки — доктор из Университета Маккуори.
Международная группа учёных считает, что причиной этой однородности являются не структура галактик, а компьютерные модели, допущения о взаимосвязях величин и упрощённые вычисления.
В новой работе исследователи создали модели 22 больших галактик. Галактики находятся в нескольких миллиардах световых лет от Млечного Пути (красное смещение около 0,3). На таком расстоянии они отличаются от современных галактик, но все еще достаточно велики для разглядывания их структуры.
В подборке преимущественно представлены линзовидные галактики. Четыре объекта демонстрируют признаки наличия спиральных рукавов. Данные наблюдений взяты из обзора MAGPI, специализирующегося на массивных галактиках «средневекового» периода Вселенной.
Астрономы впервые для галактик на таком расстоянии использовали динамичные орбитальные модели Шварцшильда. Благодаря им авторы нового исследования смогли получить трехмерную форму объектов, внутреннее строение галактик, их орбитальную структуру и количество темной материи.
Благодаря этому удалость непосредственно, а не с помощью догадок и приблизительных вычислений, исследовать распределение звезд и темной материи. опубликованы в журнале Ежемесячные сообщения Королевского Астрономического общества. .
Точное моделирование показывает исчезновение однородности распределения масс в галактиках. Внутренняя структура отличается как у разных галактик, так и внутри одной галактики. Нет заговора между звёздами и тёмной материей.
Мы раньше создавали простые модели, опираясь на много упрощений и предположений. Галактики – сложные объекты. Моделируя их, необходимо допускать больше свободы, иначе будем измерять неверные параметры. Модели запускались на суперкомпьютере OzStar в Технологическом университете Суинберна (Австралия), что эквивалентно восемью тысячам часам работы обычного стационарного компьютера. объяснила Деркен.
Авторы исследования утверждают, что в базе данных MAGPI ещё сотни объектов, информацию о которых можно использовать для проведения подобного моделирования. Развитие наземных и космических телескопов, в том числе «Джеймса Уэбба» и E-ELT, поможет получить данные, подходящие для такого анализа, по более отдаленным галактикам.