Кажется, что темная материя очень долго цепляется за галактики. Большинство галактик, существовавших 10 миллиардов лет назад, содержали примерно столько же темной материи, сколько галактики сегодня, что противоречит более ранним исследованиям, в которых предполагалось, что вокруг галактик в ранней Вселенной скрывалось меньше темной материи.
«В далеком прошлом темная материя была так же многочисленна в звездообразующих галактиках, как и в наши дни.,«сказал Альфред Тили, астроном из Даремского университета в Англии и ведущий автор нового исследования. Исследование было недавно представлено в журнале« Ежемесячные уведомления Королевского астрономического общества »и опубликовано 16 ноября в препринте журнала« arXiv ». Не удивительно, но на самом деле мы не знали, будет ли реальность наблюдений соответствовать ожиданиям теории ».
Темная материя составляет приблизительно 85 процентов от общей массы в нашей известной вселенной, но таинственное вещество не взаимодействует со светом, оставляя ученых в неведении относительно его точной природы. Таким образом, вместо того, чтобы рассматривать его, астрономы должны полагаться на гравитационное притяжение темной материи к нормальной материи, называемой барионной материей, которая составляет звезды, туманности и планеты, которые мы видим в ночном небе, а также все деревья, камни и людей. на земле.
Темная материя имеет тенденцию слипаться в гало вокруг галактик; Астрономы обнаружили это, измерив, как быстро вращаются галактики. Согласно закону тяготения Ньютона, звезды на окраинах галактики должны вращаться гораздо медленнее, чем звезды в центре. Но в 1960-х годах астрономы обнаружили быстрые пригородные звезды на краю Млечного Пути, которые намекали на то, что дополнительная материя скрывается за галактическими орбитами этих звезд.
С тех пор исследования измеряли тысячи скоростей вращения по всей вселенной, подтверждая присутствие этих ореолов темной материи.
В новом исследовании исследователи использовали данные двух исследований 1500 звездообразующих галактик, чтобы рассчитать скорости вращения галактик на протяжении 10 миллиардов лет. Точно измерить вращение галактик далеко в космическом прошлом сложно, потому что эти древние галактики невероятно далеки и слабы. Итак, ученые оценили среднее значение, сгруппировав галактики по расстоянию и затем объединив их свет.
«Наша оценка количества темной материи в галактиках является средней для всего населения в каждую эпоху», - сказал Тили в интервью Live Science. «Количество темной материи в отдельных галактиках может значительно различаться».
Учитывая массу и плотность галактик, исследователи обнаружили почти эквивалентное количество темной материи для галактик, которые существовали давно в нашем космическом прошлом, как для галактик в нашей локальной вселенной.
Но не все полностью убеждены. Полученные данные противоречат предыдущим исследованиям, которые обнаружили, что в галактиках ранней вселенной было меньше темной материи, чем в более молодых галактиках. Эти исследования смотрели на гораздо более массивные отдельные галактики и использовали другую модель для определения количества темной материи.
«Использует только один из четырех независимых подходов, которые мы использовали, чтобы прийти к нашему заключению», - сказал в прямом эфире Рейнхард Гензел, ведущий автор одного из предыдущих исследований и астроном Института внеземной физики им. Макса Планка в Гархинге, Германия.
Тили обнаружил, что результаты его команды сильно зависят от модели, которую они использовали. В конечном итоге он решил использовать модель, которая, как он и его коллеги обнаружили, более представительной для галактик с малой массой, которые, по мнению ученых, преобладали в раннюю эпоху.
Компьютерное моделирование показывает, что галактики очень большой массы, подобные изученным Гензелем, редки в далекой вселенной. «Похоже, что результаты применимы к очень массивным галактикам в эту далекую эпоху, но, возможно, они не являются репрезентативными для галактик со сравнительно меньшей звездной массой, как те, которые мы изучали в нашей работе», - сказал Тили в интервью Live Science.
Новые результаты соответствуют тому, что можно было бы ожидать от преобладающей модели "лямбда-холодной темной материи", описывающей нашу вселенную. Эта модель объясняет, как устроена вселенная и почему она расширяется все быстрее.
