В Галактике обнаружено отсутствие темной материи

В статье, описывающей это открытие, van Dokkum et al. (2018) . В галактике отношение звездной массы$M_\star$к массе темной материи$M_\mathrm{DM}$обычно очень мала, увеличиваясь с массой до галактик размером с Млечный Путь, где она достигает$\sim1/30$, затем снова уменьшается. Но карликовая галактика NGC1052–DF2 , по-видимому, содержит мало темной материи или совсем не содержит ее. Галактики такой массы ($M_\star\sim2\times10^8\,M_\odot$) обычно имеет в несколько сотен раз больше DM, чем звезды.

Как образовалась галактика, неизвестно, но авторы предполагают несколько различных механизмов, связанных с тем фактом, что газ, в отличие от DM, может охлаждаться и конденсироваться и, таким образом, образовывать облака очень высокой плотности.$M_\mathrm{gas}/M_\mathrm{DM}$соотношения:

• NGC1052–DF2 расположена рядом с большой эллиптической галактикой (NGC 1052), которая, возможно, пережила слияние, отделив приливом кусок газа от одного из слияний. Это согласуется с тем, что NGC1052–DF2 имеет большую скорость относительно. эллиптический.

• NGC1052–DF2 могла образоваться из низкометалличного газа, унесенного квазарными ветрами (как описано в Натараджан и др., 1998 ).

• Наконец, NGC1052–DF2 могла образоваться в результате фрагментации газа, аккрецирующего на эллиптическую орбиту, возможно, при помощи толчков.

РЕДАКТИРОВАТЬ (спасибо @WayfaringStranger): Четвертая возможность заключается в том, что авторы неверно истолковали данные. Вскоре после того, как статья была опубликована, несколько других статей подвергли критике статистические методы, использованные van Dokkum et al. сделать вывод об их результате ( Martin et al. 2018 ; Famaey et al. 2018 ; Laporte et al. 2018 ). ван Доккум написал в своем блоге в очень длинном ответе, что, по крайней мере, первая из этих статей фактически подтверждает, а не опровергает его результаты. Я не настолько статистик, чтобы комментировать, кто прав, а кто виноват, но учтите, что в настоящее время в группе астростатистики на Facebook идут постоянные дебаты .

Вы также спрашиваете, связано ли отсутствие DM с его "отсутствием звезд". Я бы не сказал, что в NGC1052–DF2 «не хватает звезд», так же как и в Млечном Пути «слишком много звезд» — это просто маленькая галактика. Но вообще, чем меньше галактика, тем больше разброс в$M_\star/M_\mathrm{DM}$соотношение есть. Небольшие галактики или небольшие сгустки газа обладают малым гравитационным потенциалом, поэтому маленькую галактику легче освободить от газа, а небольшой кусок газа легче покинуть галактику или аккреционный поток, не привлекая темную материю. Напротив, было бы очень трудно представить себе очень большую галактику, имеющую значительно отличающуюся$M_\star/M_\mathrm{DM}$отношение, и действительно, разброс для массивных галактик меньше, чем в два раза (например, Мор и др., 2010 ).

Пулевое скопление Мы уже видели пример того, как большая галактика отделяет темную материю от меньшей.