Астрономам удалось открыть галактику, которая почти целиком состоит из темной материи, а по размерам сопоставима с Млечным путем. Только одну сотую процента составляет видимое вещество – звезды и планеты, а 99,9 процента материи увидеть не удалось.
Получается, что ученые наблюдали галактику низкой поверхностной яркости, которая представляет собой особый класс. Эти системы по многим параметрам схожи с привычными галактиками, но обладают низкой поверхностной яркостью даже в центральных областях. Очевидно, что они могут быть разной формы и размера. Ученые выделяют карликовые и гигантские системы низкой яркости.
Как подобные системы образовались, не до конца ясно. Астрономы решили провести детальные исследования таких галактик, чтобы точно оценить их массы. Для этого они измерили звездную кинематику одной из самых больших ультрадиффузных сфероидальных галактик выборки — Dragonfly 44. Ведущий автор работы Питер ван Докуум отметил, что скоро после открытия они поняли: эта галактика должна быть массивнее, чем видно глазом. В ней слишком мало звезд, отчего ее бы разорвало на части, если бы что-то сдерживало ее вместе. Астрономы получили глубокое изображение галактики, проведя наблюдения на двух телескопах – Gemini и в обсерватории Кека, расположенных на Гавайях. Для получения надежных спектральных данных ученые потратили 33,5 часа наблюдений, проведенных в течение шести ночей.
Дисперсия скоростей звезд в 47 километров в секунду удивила астрономов. Соавтор исследования Роберто Абрахам из Университета Торонто отметил, что звезды движутся со скоростями, значительно превышающими ожидания для настолько неяркой галактики. Это означало, что Dragonfly 44 содержит в себе громадное количество невидимой массы. При оценке полной массы галактики оказалось, что она близка к массе Млечного пути, а на долю темной материи в ней приходится 98 процентов в пределах радиуса, содержащего половину светимости галактики.
По мнению авторов исследования, предварительный анализ данных по менее крупным ультрадиффузным галактикам выборки показал меньшие значения дисперсий скоростей. Это указывает на меньшую динамическую массу. Большое и плотное скопление темной материи, как считают астрофизики, вполне может объяснить, как эта галактика и ее «сверхтемные» собратья, открытые в последние два года, могут существовать рядом с крупными скоплениями галактик, которые должны были давно разорвать их на части.
Ванн Докуум отметил, что открытие такой галактики – шикарный подарок для ученых, которые изучают темную материю. В ней нет таких объектов, как звезды и газ, она почти полностью состоит из темной материи, готовой для изучения. Открытие галактик, похожих на Dragonfly 44, но близких к Земле, поможет узнать, что такое темная материя, как выглядят ее частицы.