Новости космоса: Найденное отношение в кривых вращения спиральных и неправильных галактик бросает вызов нынешнему пониманию темной материи.

Сен 24, 2016 Леонид Гляделов

Команда во главе с исследователями из Университета Кейс Вестерн Резерв (англ. Case Western Reserve University) обнаружили новые существенные отношения в спиральных и неправильных галактиках: ускорение наблюдается в кривых вращения и хорошо согласуется с гравитационным ускорением, ожидаемым только от видимой массы.

В спиральных галактиках, таких как NGC 6946 на картинке, исследователи обнаружили отношение 1 к 1 между распределением звезд и газа и ускорением, вызванным воздействием гравитации.

Результат относится к 153 спиральным и неправильным галактикам, задействованных в исследовании, начиная от гигантских до карликовых, с массивными центральными балджами или без них. Это также согласуется среди галактик, состоящих в основном из звезд или в основном из газа.

В статье, принятой к публикации в журнале Physical Review Letters и размещенной на сайте препринтов Arxiv.org, Стэйси МакГаф(Stacy McGaugh) и соавтор Федерико Лелли(Federico Lelli), и Джеймс М. Шомберт(James M. Schombert), профессор астрономии Университета штата Орегон, утверждают, что отношения, которые они нашли равносильны новому естественному закону.

"Кривые вращения Галактики традиционно были объяснены с помощью специальной гипотезы: что галактики окружены ТМ " , сказал Дэвид Мерритт(David Merritt), профессор физики и астрономии Рочестерского технологического института, который не принимал участия в исследовании. "Отношение обнаруженные МакГаф и др. является серьезным, и, возможно, фатальным, для гипотезы ТМ , так как это показывает, что кривые вращения точно определяются распределением только обычной материи. Ничто в стандартной космологической модели не предсказывает этого, и почти невозможно представить, как эта модель может быть изменена, чтобы объяснить это, не полностью отказавшись от гипотезы ТМ ".

МакГаф и Шомберт работали над этим исследованием в течение десяти лет и с Лелли в течении последних трех лет. Изображения ближней инфракрасной области спектра, собранных космическим телескопом NASA Спитцер (Spitzer) в течение последних пяти лет позволили им установить связь, и она сохраняется для всех 153 галактик.

Ключ решения заключается в том, что метод определения массы по спектру в ближнем инфракрасном диапазоне света, излучаемого звездами, является гораздо более надежным, чем оптический.

Исследователи нанесли радиальные ускорения, наблюдаемые в кривых вращения, опубликованных множеством астрономов в течение последних 30 лет и сравнили с ускорениями предсказанными из наблюдаемого распределения обычного вещества. Оба измерения показали одно, чрезвычайно точное совпадение, даже тогда, когда темная материя должна доминировать над гравитацией обычной материи.

"Это как третий закон Кеплера для Солнечной системы: если измерить расстояние каждой планеты от солнца, вы получаете орбитальный период, или наоборот" , сказал Мерритт. "Здесь у нас есть что-то подобное для галактик, причем около 3000 точек данных."

Он назвал работу МакГаф и коллаборации значительным шагом вперед, уменьшая неопределенность в массе обычной материи путем использования инфракрасных наблюдений.

"Результатом является масштабное соотношение в данных без каких-либо регулируемых параметров. На протяжении всей истории физики, необъяснимые закономерности в данных часто указывали путь к новым открытиям".