Текст уведомления здесь

Астрономы разоблачили «галактику без темной материи»

Новые данные, предположительно, «закрывают» возможность существования галактик, полностью лишенных темной материи.
Добавить в закладки
Комментарии

Ученые из Австралии, Португалии, Испании и Франции изучили галактику NGC1052- DF2, которую ранее другая группа исследователей заподозрила в полном отсутствии темной материи. В результате выяснилось, что более раннее «открытие» — результат ошибочного определения дистанции до этой галактики. Соответствующая статья принята для публикации в Monthly Notices of the Royal Astronomical Society, а с ее препринтом можно ознакомиться на сайте Корнелльского университета.

Ранее в 2018 году группа астрофизиков обнаружила, что галактика NGC1052- DF2 по всем внешним признакам лишена темной материи. Также ученые определили расстояние до нее в 20 мегапарсек (~53 миллиона световых лет). Сделали они это, просто посчитав равным данное расстояние дистанции, уже ранее надежно определенной до галактики-соседа, известной как NGC1052.

Анализ цвета NGC1052- DF2 показал, что на таком удалении и при такой светимости она должна иметь массу в 200 миллионов масс Солнца. В то же время размер галактики был очень велик: ее диск простирался на 4,4 тысячи парсеков (более 14 тысяч световых лет) в диаметре. Это сравнимо с размерами диска нашей собственной Галактики, хотя ее масса ближе к 200 миллиардам Солнц.

Кроме того, была у галактики и другая аномалия: шаровые скопления в ней имели слишком большую для своих размеров светимость. Разница в скорости шаровых скоплений была очень мала, в то время как обычно она сравнительно велика, в том числе за счет влияния гравитации темной материи. Исходя из всего этого, астрономы в более ранней работе предположили, что NGC1052- DF2 лишена темной материи. Это могло бы объяснить и очень низкую концентрацию вещества в галактике (без темной материи практически любая галактика имела бы много меньшую массу), а также странности ее шаровых скоплений.

Авторы новой работы предприняли всестороннюю переоценку дистанции до NGC1052- DF2 с использованием данных различных звездных каталогов. За счет этого им удалось показать, что наиболее вероятная дистанция NGC1052-DF2 — 13, а не 20 мегапарсеков и что, соответственно, NGC1052 — не ее близкий сосед, а просто объект, лежащий в том же направлении, но на совсем ином расстоянии.

Подставив в те же вычисления, что и предыдущая группа астрономов, новую дистанцию, ученые получили диаметр NGC1052-DF2 всего в 2800 килопарсеков и общую массу более миллиарда масс Солнца. Причем на звезды в ней приходится всего 60 миллионов солнечных масс. Более 75 процентов массы галактики приходится на темную материю.

Несмотря на то что работа является скорее закрытием, чем открытием, ее значение трудно переоценить. Обнаружение «аномальных» астрономических объектов практически всегда ведет к глубоким теоретическим сдвигам в астрофизике. Открытие крупных галактик без темной материи означало бы, что представления астрономов о том, как формируются и эволюционируют эти системы, неверны. Сейчас считается, что для крупных галактик именно темная материя является основой, ее гравитация обеспечивает «сбор» обычной материи и позволяет галактике сравнительно быстро набирать массу. Если бы самостоятельные галактики без темной материи существовали, это означало бы, что в реальности они формируются по иному сценарию, и движущие силы этого процесса пришлось бы пересматривать. Таким образом, новая работа вновь указывает как минимум на обоснованность современных представлений об эволюции галактик в целом, а как максимум — на их истинность.

Вам понравилась публикация?
Расскажите, что вы думаете, и мы подберем подходящие материалы

Звездные вспышки «взрывают» атмосферу Осириса

Порождаемые ими ударные волны огибают всю планету, сталкиваясь на ее теневой стороне.
Добавить в закладки
Комментарии

Ученые из Института астрономии РАН совместно с коллегами из Австрии изучили влияние вспышек звезд на атмосферу близких к ним экзопланет. Оказалось, что вспышки порождают пару ударных волн в газовой оболочке, причем эти волны огибают всю планету и сталкиваются в теневом полушарии. Соответствующая статья направлена на публикацию в Astronomy Reports, а с ее препринтом можно ознакомиться на сайте Корнелльского университета.

Авторов работы интересовала планета HD 20 9458b — газовый гигант, вращающийся вокруг желтого карлика HD 209 458 (к этому же классу принадлежит и Солнце) в 153 световых годах от нас, в созвездии Пегаса. HD 20 9458b имеет собственное имя — Осирис. Эта планета постоянно испаряется, поскольку находится менее чем в семи миллионах километров от своей звезды. К тому же та часто генерирует мощные вспышки — более сильные, чем на нашем Солнце.

В момент вспышки уровень ультрафиолетового и рентгеновского излучения, получаемого планетой от звезды, может увеличиваться во много раз. Такие события представляют большой интерес для астрономов. На столь экстремальном примере проще всего изучать процесс потери планетой атмосферы в ходе ее эволюции. Между тем именно он определяет пригодность планет для жизни. Например, Земля в период молодости Солнца (и соответствующих мощных вспышек на нем) не успела потерять свою атмосферу, а вот Марс — утратил, что и сделало его поверхность практически необитаемой (по крайней мере, для сложных организмов).

Исследователи применили одномерную модель эволюции атмосферы для того, чтобы понять, как именно она реагирует на дополнительное звездное излучение, получаемое во время вспышки на собственном светиле. Оказалось, что поглощение дополнительной энергии в коротковолновой части ультрафиолетового диапазона ведет к такому интенсивному нагреву верхних частей атмосферы, что в ней образуется две ударные волны, как от взрывов. Волны эти распространяются в атмосфере на очень большие расстояния. По расчетам, они должны огибать всю планету и сталкиваться в ее теневом (на момент вспышки) полушарии. [ ... ]

Читать полностью

Тяжелый металл звезд оказался неожиданно древним

Вероятно, основная часть тяжелых элементов возникла много миллиардов лет назад, еще до формирования Солнечной системы.
Добавить в закладки
Комментарии

Николай Тихонов из Специальной астрофизической обсерватории РАН провел анализ содержания тяжелых элементов в звездах различного возраста из иррегулярных (неправильных по форме) галактик. Для этого он использовал данные наблюдений космического телескопа «Хаббл». Как обнаружил исследователь, металличность звезд (содержание тяжелых элементов), близкая к современному уровню, появляется в глубокой древности, а в более поздние эпохи лишь незначительно меняется. Открытие имеет большое значение для понимания эволюции звезд во Вселенной. Соответствующая статья опубликована в «Астрофизическом бюллетене».

Астроном сравнил содержание тяжелых элементов в молодых звездах — красных сверхгигантах, которыми становятся только светила во много раз тяжелее Солнца. Их возраст составлял 20—90 миллионов лет, то есть все они образовались сравнительно недавно. В роли контрольной группы старых звезд выступали красные гиганты — обычные звезды типа нашего Солнца, только «доживающие» конечный отрезок своего жизненного пути (через 5−6 миллиардов лет таким же станет и Солнце). Их средний возраст превышал 5 миллиардов лет и в ряде случаев доходил до 13 миллиардов лет. Все звезды наблюдались в одних и тех же 105 иррегулярных галактиках (там подобные наблюдения делать проще, чем в спиральных, типа нашей).

Такой подбор объектов наблюдения был вызван тем, что астроном хотел понять, как менялось содержание тяжелых элементов в звездах со временем. Дело в том, что элементы тяжелее гелия и лития появились во Вселенной в результате звездной эволюции: первые светила посредством термоядерного синтеза нарабатывали их в своих недрах, а затем, после взрывов сверхновых, наработанные элементы распределялись по галактикам и там давали жизнь звездам с повышенной металличностью. Вопрос об эволюции металличности во времени весьма важен. Без определенного уровня металличности звездам тяжело создавать планеты, требующие тяжелых элементов.

Наблюдения показали, что галактики с древним звездным населением (красные гиганты) имели низкую металличность, однако и молодое звездное население (красные сверхгиганты) также показывали малую металличность. Это значит, что основная наработка тяжелых элементов произошла в глубокой древности, еще до той эпохи, когда, например, возникло наше Солнце. С тех пор уровень тяжелых элементов не претерпел существенных изменений, хотя текущие модели эволюции галактик и звезд указывают на то, что по мере роста их возраста тяжелых элементов в них должно становиться больше. [ ... ]

Читать полностью

Российский десятиклассник открыл уникальную переменную звезду

Обнаруженное им светило «роняет» свою яркость до нуля каждые пару часов, что очень большая редкость среди известных звезд.
Добавить в закладки
Комментарии

Российские астрономы, используя снимки австралийской сети телескопов, открыли весьма необычную «взрывную» переменную звезду. Впоследствии выяснилось, что на самом деле это пара из обычной звезды и белого карлика. Расстояние между этими объектами таково, что период их обращения вокруг общего центра масс занимает всего лишь около двух часов. Таких астрономических объектов известно крайне мало, поэтому новое открытие позволит лучше изучить и понять это довольно редкое явление. Первый автор работы — школьник из города Рубцовска (Алтайский край), что делает новое открытие вдвойне необычным. Соответствующая статья опубликована в Peremennye Zvezdy (Variable Stars).

На самом деле переменную яркость имеют практически все звезды. Жители Земли не замечают переменности Солнца главным образом потому, что его излучение варьирует на 0,1 процента. Но уже ближайшая к нам другая звезда — проксима Центавра, как недавно было установлено, может поднять свою яркость в ультрафиолетовом диапазоне в 20 раз за считанные десятки секунд, а потом снова «уронить» ее до нормальных значений.

Однако есть светила, меняющие свою наблюдаемую светимость куда сильнее красных карликов типа проксимы Центавра. Так называемые переменные звезды меняют ее на десятки процентов за сравнительно короткое время. Но и среди них выделяются катаклизмические переменные звезды — те, у кого яркость может упасть до нуля за считанные часы, а иной раз — и минуты.

Авторы новой статьи сообщают об открытии голубой затменной переменной звезды Dan V1 в созвездии Стрельца. Она состоит из двух звезд, вторая из которых — белый карлик. Периодически одно из светил проходит между наблюдателями с Земли и вторым объектом, позволяя астрономам наблюдать затмение, во время которого светимость Dan V1 резко падает. [ ... ]

Читать полностью