На расстоянии около 13 миллионов световых лет от созвездия Тростника Венатичи есть облако. Единственное, на чем мы концентрируемся - это Canes Venatici I, просто небольшая часть сверхскопления Девы, которая движется вместе с расширением Вселенной. В нем мы видим галактику, которая выделяется из толпы по очень веской причине ... в ней очень мало темной материи или нет вообще. Его имя? Мессье 94.
Когда 22 марта 1781 года очень одаренный Пьер Мешен открыл эту галактику, потребовалось два дня, чтобы Шарль Мессье смог подтвердить свое наблюдение и каталогизировать его как объект 94. Из заметок Мессье: «Туманность без звезды, над Сердцем Charles [alpha Canum Venaticorum], на параллели звезды нет. 8, шестой величины охотничьих собак [Canes Venatici], в соответствии с Flamsteed: в центре он блестящий, а туманность немного рассеянная. Это напоминает туманность, которая находится ниже Лепуса, № 79; но этот более красивый и более яркий: Мехейн открыл этот 22 марта 1781 года (диам. 2.5 ′) ».
В то время как большинство наблюдателей и некоторые справочные руководства называют M94 спиральной галактикой с перемычкой (Sb), примечательной особенностью всех является двойная кольцевая структура - свидетельство галактического ядра с линией ядерной эмиссии в области с низкой ионизацией (LINER). Внутреннее ядро представляет собой звездное кольцо, где многие звезды быстро образуются и подвергаются сверхновым с удивительной скоростью. Эти звездные вспышки могут также сопровождаться образованием галактических струй, когда вещество падает в центральную черную дыру, образуя резонансную картину. К. Муньос-Тунон говорит: «Выпуклость и внутренний стержень приводят в движение движение газа диска, вызывая движения внутрь вне кольца H II и наружу только внутри, тем самым накапливая материал, вызывая образование звезд на кольце. В центральной части планка направляет газ к центру, что объясняет значительное количество газа в ядре, несмотря на наличие ископаемых звездных вспышек. Специфические движения, о которых сообщается в литературе в отношении ионизированного газа кольца H II, могут пониматься как падающий газ, сталкивающийся с ударными волнами, генерируемыми звёздами вспышки на кольце H II, и поднимающимися над диском галактики. Сценарий звездообразования, распространяющегося от ядра наружу, используемый для объяснения кажущегося расширяющегося движения кольца HI, не полностью поддерживается в свете сравнения местоположения кольца HI с положением кольца FUV. Кольцо FUV достигает пика около 45 ″ -48 ″, что может указывать на сценарий звездообразования, распространяющийся внутрь ».
Но, дело в том, спорно. Согласно работам Джона Корменди и Роберта Кенникута, вполне возможно, что то, что мы видим, является просто иллюзией звездного взрыва, вызванного нашим углом обзора. «Вселенная находится в переходном состоянии. В ранние времена в галактической эволюции преобладали иерархические кластеры и слияния, процессы, которые были бурными и быстрыми. В далеком будущем эволюция будет в основном светской медленной перестройкой энергии и массы, которая возникает в результате взаимодействия с участием коллективных явлений, таких как стержни, овальные диски, спиральная структура и трехосные темные гало. Оба процесса важны сейчас. В этом обзоре обсуждается внутренняя секулярная эволюция, концентрирующаяся на одном важном следствии - накоплении плотных центральных компонентов в дисковых галактиках, которые выглядят как классические выпуклые слияния, но которые медленно делались из дискового газа. Мы называем эти псевдобульги ».
Независимо от того, что послужило причиной двойной структуры кольца и снижения кривых вращения - истинный ответ все еще неясен. Как ни странно, именно то, что было предложено в 2008 году, сделало Мессье 94 еще более загадочным… отсутствие темной материи.
Итак, почему темная материя должна «иметь значение»? Это легко. Мы знаем его гравитационное воздействие на видимую материю и тем самым можем объяснить плоские кривые вращения спиральных галактик, не говоря уже о том, что темная материя играет центральную роль в формировании структуры галактики и ее эволюции. Мы обязаны этими открытиями Фрицу Цвики, который сказал нам, что высокое отношение массы к свету указывает на присутствие темной материи в галактиках - так же, как он учил нас, что темная материя также играет роль в скоплениях галактик. Образ мышления доктора Цвики был радикальным в то время ... Но есть ли еще место для радикального мышления? Почему бы нет?
Согласно работе Джоанны Ялоча, Лукаша Братека и Марека Кучеры, обычные светящиеся звезды и газ составляют весь материал в M94 - без места для темной материи. «Сравнение функций массы и законов вращения в конце предыдущего раздела иллюстрирует тот факт, что модели со сглаженным распределением масс более эффективны, чем обычно используемые модели, предполагающие сферическое гало. Первые лучше учитывают как высокие скорости вращения, так и маломасштабную структуру кривых вращения и с заметно меньшим количеством вещества, чем вторые (связь между вращением и распределением массы в модели диска очень чувствительна к градиентам кривая вращения). Использование модели диска оправдано для галактик с кривыми вращения, нарушающими условие сферичности. Это необходимое (хотя и не достаточное) условие для сферического распределения массы. Вращение спиральной галактики NGC 4736 можно полностью понять в рамках ньютоновской физики. Мы нашли распределение массы в галактике, которое полностью согласуется с его кривой вращения с высоким разрешением, согласуется с распределением светимости I-полосы, дающим низкое отношение массы к свету в этой полосе 1,2 при общей массе 3,43 × 1010M, и согласуется с количеством HI, наблюдаемым в отдаленных частях галактики, оставляя мало места (если есть) для темной материи. Примечательно, что мы достигли этой согласованности, не ссылаясь на гипотезу о массивном темном гало и не используя измененную гравитацию.
Существует класс спиральных галактик, подобных NGC 4736, в которых не преобладает сферическое распределение массы на больших радиусах. Самое главное, что в этой области кривые вращения должны быть точно восстановлены, чтобы не переоценивать распределение массы. Для данной кривой вращения можно легко определить, можно ли разрешить сферическое гало на больших радиусах, изучая функцию массы Кеплера, соответствующую кривой вращения (так называемый тест сферичности). Используя дополнительную информацию о распределении массы, не зависящую от кривой вращения, мы преодолели проблему отсечки для модели диска, согласно которой для данной кривой вращения распределение массы не может быть найдено однозначно, поскольку оно зависит от произвольной экстраполяции кривой вращения. «.
Больше объяснений? Затем перейдите в MOND - Модифицированная динамика Ньютона, где для объяснения проблемы вращения галактики используется модификация Второго закона динамики Ньютона (F = ma). Он просто утверждает, что ускорение не является линейно пропорциональным силе при низких значениях. Но будет ли это работать здесь? Кто знает? Джейкоб Бекенштейн говорит: «Модифицированная парадигма ньютоновской динамики (MOND) Мильгрома может похвастаться рядом успешных предсказаний, касающихся динамики галактики; они сделаны без предположения, что темная материя играет значительную роль. MOND требует гравитации, чтобы отступить от ньютоновской теории во внегалактическом режиме, где динамические ускорения малы. До сих пор релятивистские теории гравитации, предложенные для обоснования MOND, либо вступали в конфликт с постньютоновскими тестами общей теории относительности, либо не обеспечивали существенного гравитационного линзирования, либо нарушали священные принципы, демонстрируя сверхсветовые скалярные волны или {априорное} векторное поле ».
Поэтому в следующий раз, когда вы будете наблюдать за галактиками, взгляните на галактику «Кошачий глаз». Даже маленький телескоп покажет его яркое, противоречивое ядро и тонкую форму. И благодаря выдающимся астрофотографам, таким как Рот Риттер, нам позволили увидеть намного больше ...
Мы благодарим Рота Риттера из Северной Галактики за то, что он поделился своей невероятной работой!
