Группа французских астрономов в сотрудничестве с коллегами из Швеции и Германии получила новые данные о темном веществе.
В его наличии мало кто сомневается. По современным представлениям, во Вселенной его гораздо больше, чем вещества обычного. Как раз вопрос «насколько больше», и как это соотношение изменилось за время существования Вселенной и интересовал авторов исследования, результаты которого скоро будут представлены в европейском журнале Astronomy & Astrophysics.
Прежде всего, астрономы выяснили, что соотношение между видимым и темным веществом в галактиках за последние 6 миллиардов лет практически не изменилось. Также стало понятно, что в то далекое время многие галактики все еще приходили в себя после бурного рождения.
В наше время обычного вещества в галактиках примерно в 30 раз меньше, чем темного. Это соотношение немножко изменяется в зависимости от типа галактик, приведенное значение относится, скорее, к галактикам спиральным, которые исследовались французами. Однако не очень понятно, как это соотношение менялось в процессе эволюции нашего мира.
Для прояснения истории «темного вещества» ученые изучали крупномасштабное движение звезд и газа в нескольких десятках крупных галактик, расположенных на полпути к границе наблюдаемой Вселенной. Свет от них шел к Земле около шести миллиардов лет, поэтому мы наблюдаем их такими, какими они были, когда Вселенная была почти вполовину моложе.
Чтобы измерить скорости звезд, астрономы под руководством Франсуа Аммера и Матье Пуэша из Парижской обсерватории, установили в фокусе одного из четырех восьмиметровых телескопов Европейской южной обсерватории новый мультизрачковый спектрограф GIRRAFE. Он позволяет одновременно получать спектры сразу 15 галактик, разбросанных по небу на расстояния до полуградуса – это диаметр полной Луны.
При этом каждый получаемый спектр также разбит на множество компонент, так что ученые по отдельности исследуют двадцать разных участков выбранной галактики. Измеряя смещение линий в этих спектрах, можно с помощью эффекта Доплера определить скорость удаления составляющих ее звезд от нас и восстановить картину вращения галактики. Если предположить, что галактика находится в равновесии, то информации о вращении оказывается достаточно, чтобы выяснить распределение тяготеющей массы в теле галактики.
Оказалось, что видимого вещества для удержания галактики в связанном виде слишком мало, и недостает примерно в тридцать раз большего количества – ровно столько же, как у галактик в окрестностях Млечного Пути в настоящий момент.
Однако измерить это отношение удалось только у примерно 60% исследованных звездных систем. Остальные 40% показывали картину вращения настолько далекую от равновесной, что ученые не решились делать какие-либо заключения об обилии скрытой массы в них.
Скорее всего, столь высокий процент неравновесных систем говорит о том, что «слияния и столкновения играют очень важную роль при формировании и эволюции галактик», — считает Аммер. В этом практические результаты теорию подтверждают.
