К неожиданным выводам пришла команда британских и американских астрофизиков, координируемая из Кардиффского университета. Оказывается, галактики устроены гораздо проще, чем считалось, и все их свойства определяются одним-единственным параметром, например массой. Эти выводы противоречат доминирующей сегодня иерархической теории формирования галактик и ставят под сомнение факт существования темной материи.

Холодная темная материя, которая не участвует в электромагнитном взаимодействии, а проявляет себя лишь в гравитации, нужна астрофизикам не только для того, чтобы объяснить вращение звезд в галактиках и вращение самих галактик в их кластерах. Без нее сегодня не может обойтись ни одна теория образования галактик. По расчетам, электромагнитное излучение после Большого взрыва было так велико, что просто растолкало бы обычную, участвующую в электромагнитном взаимодействии материю в разные стороны, и та не успела бы собраться в облака и галактики. Только не подверженная давлению излучения темная материя могла сначала спонтанно образовать сгустки за счет гравитационного притяжения, которые потом притянули обычное вещество, постепенно сформировав звезды в видимой нам части Вселенной.

Но в столь сложном многоэтапном процессе галактики рожлдаллись бы самые разные, и их параметры, такие как масса, ярлкость и скорость вращения должны были принимать непредсказуемые значения. Однако астрономы давно заметили, что, несмотря на огромное разнообразие галактик, эти параметры взаимосвязаны и, зная, например, массу галактики нетрудно предсказать ее яркость.

В новом исследовании ученые с помощью австралийского радиотелескопа Parkes и расположенного в горах штата Нью-Мексико оптического телескопа Sloan Digital Sky Survey изучили две сотни галактик. Для них были независимо измерены шесть свойств: размеры по 50 и 90 процентам светимости, яркость, цвет по четырем длинам волн, масса нейтрального водорода в галактике и динамическая масса с учетом темной материи. После статистического анализа этих данных выяснилось, что все свойства взаимосвязаны друг с другом, то есть определяются лишь одним независимым параметром, в качестве которого можно выбрать любой из шести, например массу. А значит, и процесс формирования разных галактик должен быть примерно одинаковым и довольно простым.

Эти выводы плохо вписываются в сложную иерархическую теорию образования галактик, в их замысловатую динамику с центральной массивной черной дырой и гало из темной материи, запутанную эволюцию звезд, взрывы сверхновых и непростое взаимодействие галактик со своим окружением. Все это, по идее, должно заметно влиять на жизнь галактик и вносить в их свойства разнообразие. А его-то, оказывается, и нет.

Авторы работы предвидят острую критику коллег. Только дальнейшие тщательные наблюдения и построенная на их основе теория, способная заменить существующие, заставит ученых пересмотреть свои взгляды. ГА

Галактион Андреев

Александр Бумагин

Татьяна Василькова

Владимир Головинов

Евгений Золотов

Денис Коновальчик

Игорь Куксов

Павел Протасов

Жанна Сандаевская

Дмитрий Шабанов