Галактика Молочний Шлях: нові відкриття про темну матерію
Дослідження показують, що Молочний Шлях не просто дрейфує в величезному вакуумі космосу, а закріплений у листі темної матерії, подібно до чорниці в млинці. Аналіз руху галактик у найближчому космосі відображає гравітаційний вплив маси, яку ми не можемо бачити – холодної темної матерії – що вказує на те, що наш локальний куточок Всесвіту може мати більше структури, ніж ми раніше вважали.
Дослідження та його результати
Команда, очолювана астрономом Евудом Вемпе з Університету Гронінгена в Нідерландах, спробувала пояснити три дивні особливості локального Всесвіту, які збивали з пантелику астрономів: Локальний Лист, Локальний Вакуум та спокійний Хабблів потік.
“Зусилля моделювання довго боролися з відтворенням спокійного Хабблівського потоку навколо Локальної групи”, – пише команда в опублікованій статті. “Спостереження узгоджуються з моделлю ΛCDM [модель холодної темної матерії Лямбда], але лише якщо маса сильно сконцентрована в площині на відстані до 10 мегапарсеків, з підвищенням поверхневої щільності від Локальної групи та з глибокими вакуумами вище та нижче.”
Структура Локального Листа
Локальний Лист – це структура, в якій розташована Локальна група галактик, яка представляє собою дивно плоске, схоже на площину розташування Молочного Шляху, Андромеди (нашої найближчої великої галактики) та їхніх сусідніх галактик.
Поруч із Локальним Листом розташований Локальний Вакуум – дивно малонаселена ділянка космосу, з якої галактики, здається, віддаляються. Швидкість Локальної групи від Локального Вакууму була описана як “досить дивна”.
Спокійний Хабблів потік
Нарешті, спокійний Хабблів потік – це загадкове, плавне, регулярне розширення Всесвіту в локальному обсязі, яке важко узгодити з масами Молочного Шляху та Андромеди, які повинні бути достатньо великими, щоб внести гравітаційні збурення в потік.
Дослідження рухів галактик
Щоб розкрити ці загадки, Вемпе та його колеги звернулися до рухів 31 відносно ізольованої галактики в локальному космосі, зібраних протягом кількох десятиліть у рамках великих оглядів. Дослідники обрали ці галактики через їх ізоляцію, що робить їх більш надійними слідчими для локального розширення.
З цими даними дослідники провели симуляції, починаючи з раннього Всесвіту, використовуючи розподіл маси, оснований на космічному мікрохвильовому фоні, який є відлунням Великого вибуху. Вони сподівалися відтворити рухи цих галактик, а також рухи Молочного Шляху та Андромеди.
Висновки та значення дослідження
Команда виявила, що симуляція відтворює спостереження лише за певних умов: а саме, що маса навколо нас розташована в архітектурі, схожій на лист, з вакуумами вище та нижче.
Якщо це так, це дає дуже чітке пояснення для Локального Листа, Локального Вакууму та спокійного Хабблівського потоку. Астрономи вже встановили, що розподіл і щільність темної матерії у Всесвіті відображені у розподілі галактик. Таким чином, наявність підстилаючого листа темної матерії буде відображена в розташуванні галактик – Локальному Листі.
Цілком логічно, що гравітаційне притягання листа витягне матерію з сусіднього простору, тому вакуум на обох сторонах буде природним наслідком. Нарешті, геометрія листа зменшить гравітаційний вплив всередину до Локальної групи, що дозволить зовнішнім галактикам розширюватися більш плавно – таким чином, виникає спокійний Хабблів потік.
Висновок
Дослідження показує, що ми не потребуємо нової, екзотичної астрофізики для пояснення цього явища, оскільки існуючі моделі, теорії та фізика узгоджуються з отриманими результатами. “Ми досліджуємо всі можливі локальні конфігурації раннього Всесвіту, які в кінцевому підсумку могли б призвести до Локальної групи”, – говорить Вемпе. “Це чудово, що ми тепер маємо модель, яка, з одного боку, узгоджується з поточною космологічною моделлю, а з іншого – з динамікою нашого локального середовища.”
Дослідження було опубліковано в Nature Astronomy.