Владимир Моисеев – Краткая история астрономии. Том 11. Темная материя (страница 24)
«Мы не были уверены, что карликовые галактики смогли бы выжить в экстремальной среде галактического скопления в MOND из-за отсутствия защитных ореолов темной материи в этой модели», - сказал доктор Индранил Баник из Университета Сент-Эндрюса. - «Однако наши результаты показывают прекрасное согласование между наблюдениями и ожиданиями MOND по поводу уровня возмущения карликов Печи».
Это не первый случай, когда исследование, проверяющее влияние темной материи на динамику и эволюцию галактик, пришло к выводу, что наблюдения лучше объясняются, когда они не окружены темной материей.
«Количество публикаций, показывающих несоответствие между наблюдениями и парадигмой темной материи, растет с каждым годом. Пора начать вкладывать больше ресурсов в более перспективные теории», — отметил Павел Крупа.
astronews.ru, 7 августа 2022
https://www.astronews.ru/cgi-bin/mng.cgi?page=news&news=20220807004459
Monthly Notices of the Royal Astronomical Society. 2022
Павел Крупа, профессор Боннского университета.
Глава 11-6-6
Новые астрономические наблюдения уточнили природу темной материи
Сентябрь 2023
Японские астрономы провели серию наблюдений за излучением аномального квазара, свет от которого преломляется галактической гравитационной линзой. Собранные данные и новый метод их обработки позволили изучить флуктуации распределения темной материи в невиданных ранее деталях. Статья опубликована в журнале The Astrophysical Journal.
Понятие темной материи исторически возникло из-за необходимости решения проблемы скрытой массы во Вселенной. Введение этого понятия позволило объяснить различия между теоретическими предсказаниями и астрономическими наблюдениями характера вращения галактик и силы гравитационного линзирования.
Так, если бы во Вселенной существовала только видимая материя, то периферические части галактических дисков вращались бы медленнее наблюдаемого, а гравитационное линзирование далеких объектов в норме было бы заметно слабее. Только предположение о некоей скрытой массе позволяет решить эту загадку. Причем, согласно общепринятой сегодня космологической теории, в наблюдаемой нами части Вселенной этой невидимой материи должно быть в пять раз больше, чем привычной нам барионной.
Поскольку о присутствии темной материи можно узнать только через гравитационные эффекты на масштабах звезд и галактик, астрономам приходится полагаться лишь на случайные «естественные эксперименты», заключающиеся в особом расположении небесных тел.
Одним из таких экспериментов для группы японских астрономов стали квазар MG J0414+0534, чей свет шел до нас 11,2 миллиарда лет, и находящаяся между ним и Землей гравитационная линза. Последняя образована массивной галактикой, а также темной материей вокруг нее.
Вследствие искривления пространства видимая материя галактики и невидимая темная материя создают четыре линзированных изображения далекого квазара. Часто в подобных случаях наблюдаются аномалии в распределении сигнала от разных изображений, приводящих к существенным отклонениям наблюдательных данных от теоретических прогнозов. Эти отклонения обычно объясняют наличием дополнительного небольшого гало темной материи, имеющего умеренную массу и находящегося либо возле основного гало галактики, либо в межгалактическом пространстве.
Различные модели темной материи по-разному описывают и флуктуации в распределении подобных сгустков во Вселенной. Наиболее точно гравитационные эффекты невидимой материи на масштабах более трех миллионов световых лет описывает модель холодной темной материи (CDM). Для более точного и детального описания необходимо выяснить, можно ли введением флуктуирующего распределения темной материи в межгалактическом пространстве объяснить наблюдаемые аномалии в линзирующих изображениях.
Проблема заключается в том, что для оценки масштабов флуктуаций необходимо измерить астрометрические сдвиги сигналов от линзированных изображений, вызванных ими. Обычно это едва уловимые эффекты, которые с уверенностью можно наблюдать лишь в случаях сильного гравитационного линзирования, как в случае MG J0414+0534. Для изучения изображений квазара, созданных массивной галактической линзой, японские исследователи использовали комплекс радиотелескопов ALMA и новый метод анализа данных.
Наблюдения с помощью антенной решетки со сверхдлинной базой (VLBA) позволили ученым разрешить мелкомасштабную структуру флуктуаций межгалактической темной материи с детализацией, позволяющей различать объекты в 30 тысяч световых лет и менее (что, например, втрое меньше ширины Млечного Пути). Новые измерения не только согласуются с предсказаниями CDM, но и позволяют заметно расширить область применимости этой модели.
Авторы работы предположили, что найденные ими с помощью гравилинзирования флуктуации в распределении темной материи объясняются небольшими «субгало» темной материи, которые находятся вне больших галактик. Стоит отметить, что небольшие, компактные источники гравитационного линзирования предлагает и другая модель темной материи, согласно которой она состоит из шаровых скоплений черных дыр.
naked-science, 8 сентября 2023, Даниил Сухинов
https://naked-science.ru/article/astronomy/temnye-galo
The Astrophysical Journal, сентябрь 2023
ALMA(ESO/NAOJ/NRAO), K. T. Inoue
https://iopscience.iop.org/article/10.3847/1538-4357/aceb5f
Часть 11-7
Рыхлая темная материя и филаменты
Содержание
(том – часть – глава)
11-7-1. Галактическая нить (филамены)
11-7-2. ALMA обнаружила гнездо молодых галактик в паутине темной материи
11-7-3. Астрономы делают первый «снимок» сети из темной материи, связывающей галактики
11-7-4. Темная материя может оказаться «рыхлой»
11-7-5. Ученые проливают новый свет на темную материю
11-7-6. Филаменты помогут классифицировать темную материю
11-7-7. Возможно, обнаружена «недостающая» материя Вселенной
11-7-8. Исследование столкновения скоплений галактик пролило свет на тайну «потерявшейся» материи
Глава 11-7-1
Галактическая нить (филамены)
Галактическая нить (филамены), волокно (англ. filament — нить, волокно) — крупнейшие наблюдаемые космические структуры во Вселенной в форме нитей из галактик со средней длиной в 50—80 мегапарсек (163—260 млн св. лет), лежащие между войдами (большими пустотами). Нити и войды могут формировать «великие стены» — относительно плоские комплексы скоплений и сверхскоплений. Галактические нити заполнены очень горячим (миллионы и десятки миллионов градусов) и очень разреженным (от 1 до 10 атомов на м3) газом[1].
Возможная природа
По стандартной модели эволюции Вселенной галактические нити формируются и следуют вдоль сетевидных потоков тёмной материи. Предполагается, что эта тёмная материя ответственна за макроструктуру вселенной. Тёмная материя гравитационно притягивает барионную материю, и эту обычную материю астрономы наблюдают в виде стен и нитей из галактических сверхскоплений.
Открытия гиперскоплений — групп сверхскоплений — начались в 1980-х годах. В 1987 году астроном Брент Талли из Гавайского университета идентифицировал структуру, которую он назвал Комплекс сверхскоплений Рыб-Кита. В 1989 году была обнаружена Великая стена CfA2, а в 2003 году учёные открыли Великую стену Слоуна. В 2013 году были открыты Громадная группа квазаров и Великая стена Геркулес — Северная Корона.
Глава 11-7-2
ALMA обнаружила гнездо молодых галактик в паутине темной материи
Декабрь 2015
Японские астрономы под руководством Хидеки Умехата из Университета Токио обнаружили восемь молодых ярких миллиметровых галактик, расположенных в центре «паутины» из темной материи. В объектах наблюдается всплеск звездообразования — скорость возникновения новых звезд в них в сотни и тысячи раз превышает таковую в современной Вселенной. Работа опубликована в Astrophysical Journal Letters (препринт), кратко о находке сообщает пресс-релиз ALMA.
Авторы исследовали протокластер SSA22 в созвездии Водолея. Для наблюдений ученые использовали телескоп ASTE и, впоследствии, ALMA — Атакамскую большую миллиметровую решетку. Первичные данные, полученные ASTE, показали, что в центре области может находиться огромная галактика, светящаяся в субмиллиметровом диапазоне. Это радиочастотное излучение соответствует тем звездным системам, в которых наблюдается интенсивное звездообразование. Но из-за небольшого разрешения радиотелескопа, определить, ответственна ли за такое свечение одна галактика или несколько было невозможно и астрономы обратились к ALMA. Массив радиотелескопов обладает на порядок большей чувствительностью и в 60 раз большим разрешением.
Исследование области в диапазоне 1,1 миллиметра показало, что внутри протокластера находятся восемь ярких галактик, находящихся на пике звездообразования. Анализ красного смещения для этих объектов показал, что свет от них идет около 11,5 миллиардов лет, к тому же все они расположены в ограниченной области пространства.