Гігантський згусток темної матерії може бути причиною викривлення Чумацького шляху

Гігантський згусток темної матерії може бути причиною викривлення Чумацького шляху

Величезна невидима маса може бути причиною викривлення та скручування диска Чумацького Шляху.

Нове дослідження показує, що нахилене, зміщене темне гало – великий згусток темної матерії, який обертається навколо і пронизує нашу рідну галактику – є єдиним на сьогодні поясненням, яке пояснює всі особливості форми Чумацького Шляху.

У цьому немає нічого страшного, але це може дати нам нову інформацію про еволюцію Чумацького Шляху з плином часу, яку ми повільно збираємо докупи, шматочок за шматочком.

“Тут ми показуємо, що темне гало, нахилене в тому ж напрямку, що і зоряне гало, може викликати викривлення і спалахи в галактичному диску з тією ж амплітудою і орієнтацією, що і дані”, – пише команда під керівництвом астрофізика Джівона Джессі Хана з Гарвардського і Смітсонівського центрів астрофізики (CfA).

“Ці результати, в поєднанні з даними про зоряне гало, надають переконливі докази того, що наша Галактика вбудована в нахилене гало темної матерії. Таке зміщення темного гало і диска містить підказки щодо історії формування Галактики і є наступним кроком у динамічному моделюванні галактичного потенціалу”.

Важко побачити форму галактики, в якій ви живете. Ми ж не можемо просто відправити телескоп у міжгалактичний простір, щоб зробити фотографію. І хоча астрономи вже давно знали, що диск викривлений, у нас було недостатньо даних, щоб зрозуміти, що відбувається.

Читайте також:  Вчені зафіксували як спалахнула Чорна діра у далекому космосі

Лише завдяки Gaia, космічному телескопу, який з високою точністю картографує положення і швидкості зірок у Чумацькому Шляху, астрономи змогли детально скласти карту викривлення Чумацького Шляху.

На околицях галактики астрономи виявили потужні, накопичувальні докази викривлення і спалаху. Але незрозуміло, що могло їх спричинити. Провідне пояснення – взаємодія, що відбулася або триває, з іншою галактикою.

Однак, за словами Хана і його колег, астронома Чарлі Конроя і астрофізика Ларса Хенквіста (обидва також з CfA), жодне із запропонованих на сьогодні пояснень не пояснює ні викривлення, ні спалаху.

Минулого року команда під керівництвом Хана і Конроя зробила цікаве відкриття. Гало зірок навколо галактики – дифузна куля газу і зірок, в якій обертається галактичний диск – також не є кілером.

Читайте також:  NASA готує нову місію з непростими завданнями

Це наштовхнуло дослідників на думку, що темне гало Чумацького Шляху також сильно нахилене. Це куля темної матерії, яка обертається навколо більшості галактик – невидима маса, яка гравітаційно взаємодіє зі звичайною матерією у Всесвіті.

Тому вони провели кілька симуляцій і моделювань, щоб побачити, чи зможуть вони відтворити спостережувану форму Чумацького Шляху, викривлення, спалахи і все інше.

Вони створили модель галактики, в якій темне гало було нахилене на 25 градусів по відношенню до диска Чумацького Шляху, і розрахували орбіти зірок і газу за період 5 мільярдів років. Вони виявили, що коли згусток темної матерії нахилений, околиці галактики дійсно викривляються і спалахують, точно так, як ми бачимо в спостереженнях Чумацького Шляху з Gaia.

Це не означає, що галактична взаємодія тут не задіяна. Насправді, це цілком ймовірно, каже команда. Але їхні результати свідчать про те, що взаємодія відбулася в минулому, а не триває зараз. Їхнє моделювання показало, що зіткнення з іншою галактикою може значно нахилити темне гало, і що викривлення галактичного диска відбувається швидко – в межах однієї орбіти після нахилу темного гало.

Читайте також:  Два конкуренти Землі – вчені знайшли нові планети, на яких можливе життя

Після події нахил темного гало повільно повертається до норми; в симуляції, після галактичного зіткнення 7 мільярдів років тому, темне гало аналога Чумацького Шляху зменшилося з 50 градусів до 20 градусів приблизно за 5 мільярдів років.

“Цей результат, – пишуть дослідники, – показує, що темне гало Чумацького Шляху, ймовірно, було більш нахилене в минулому і зменшилося до свого нинішнього значення (~25 градусів) в даний час”.

Дослідження опубліковане в журналі  Nature Astronomy.