Ультракомпактні карликові галактики - це маленькі, слабкі галактики, які зазвичай можна знайти поблизу скупчень великих зоряних систем. Вони невидимі, зазвичай є супутниками, а тому гравітаційно затьмарюються галактиками-господарями.
Тому астрономи шукають оригінальні способи перевірки Стандартної моделі, зокрема, засновані на залежності малих об'єктів від гравітаційних "припливів" більших галактик. Такі припливи виникають, коли гравітація одного астрономічного об'єкта по-різному діє на елементи іншого тіла. Схоже на те, як Місяць притягує бік Землі, звернений до супутника.
Приміром, скупчення Форнакс має багату популяцію карликових галактик. Нещодавні спостереження показали, що деякі з цих мінігалактик виглядають спотвореними, начебто їх обурило середовище іншого скупчення.
"Збурення в карликових галактиках Форнакса не узгоджуються зі Стандартною моделлю", - каже Павло Крупа, професор Боннського університету і Карлового університету в Празі.
"Це пов'язано з тим, що, згідно зі Стандартною моделлю, ореоли темної матерії повинні частково захищати їх від припливів, які піднімаються скупченням".
Автори нового дослідження, переданого на ліцензію в Monthly Notices of the Royal Astronomical Society, проаналізували очікуваний рівень обурення карликів, який залежить від їхніх внутрішніх властивостей і відстані до гравітаційно потужного центру скупчення. Виявилося, галактики з великими розмірами, але низькою зоряною масою та галактики, розташовані близько до центру скупчення, легше збурюються і навіть руйнуються.
Учені порівняли отримані результати зі спостережуваним рівнем збурення, який видно на фотографіях, зроблених оглядовим телескопом VLT Європейської південної обсерваторії.
"Порівняння показало, що, якщо пояснювати спостереження в рамках Стандартної моделі, - каже астроном Олена Асенсіо, - то карлики Форнакса мають бути зруйновані гравітацією центру скупчення, навіть якщо припливи в 64 рази слабші, ніж власна гравітація карлика".
За її словами, це не тільки контрінтуїтивно, а й суперечить попереднім дослідженням, які виявили, що зовнішня сила, необхідна для обурення карликової галактики, приблизно така сама, як самогравітація карлика.
Спостереження краще пояснюються, коли ігнорується темна матерія
З чого автори зробили висновок, що Стандартна модель не дає змоги пояснити спостережувані морфології карликів Форнакса.
Астрономи повторили аналіз, використовуючи мілгромівську динаміку. Замість припущення про наявність ореолів темної матерії навколо галактик, MOND пропонує поправку до ньютонівської динаміки, завдяки якій гравітація посилюється в режимі низьких прискорень.
"Ми не були впевнені, що карликові галактики зможуть вижити в екстремальному середовищі через відсутність захисних ореолів темної матерії в теорії MOND, - зізнався доктор Індраніл Банік з Університету Сент-Ендрюса, - але наші результати демонструють чудову згоду між спостереженнями та очікуваннями моделі для рівня збурення карликів Форнакса".
"Дуже цікаво, що дані, отримані нами за допомогою оглядового телескопа VLT, дали змогу провести ретельну перевірку космологічних моделей, - упевнений Аку Венхола з Університету Оулу (Фінляндія) і Штеффен Міске з Європейської південної обсерваторії, автори статті.
Це не перший випадок, коли дослідження, що перевіряє вплив темної матерії на динаміку та еволюцію галактик, доходить висновку, що спостереження краще пояснюються, коли вони не оточені темною матерією.
"Кількість публікацій, що демонструють невідповідність між спостереженнями і парадигмою темної матерії, зростає з кожним роком. Настав час почати вкладати більше ресурсів у більш перспективні теорії", - робить висновок Павло Крупа, учасник міждисциплінарних колаборацій "Моделювання" і "Матерія" Боннського університету.
Доктор Хонгшенг Чжао з Університету Сент-Ендрюса додає:
"Наші результати мають велике значення для фундаментальної фізики. Ми очікуємо, що в інших скупченнях ми знайдемо більше потривожених карликів, і це пророцтво має бути перевірено іншими групами".
