Изображение галактики, показывающее слева ее звездный компонент, а справа (в негативе) темную материю, присутствующую в ее гало. Фото: Габриэль Перес Диас, SMM (IAC) / команда EAGLE
Темная материя составляет около 85% всей материи во Вселенной. Хотя обычная материя поглощает, отражает и излучает свет, темную материю невозможно увидеть напрямую, что затрудняет ее обнаружение. О его существовании можно судить по гравитационному воздействию на видимую материю, материал, из которого формируются звезды, планеты и другие объекты в космосе.
Галактики состоят из этих двух типов материала. Темная материя распределена в гало, которые представляют собой огромные структуры, окружающие галактики, тогда как обычная материя в основном присутствует в центральных областях, где находится большинство звезд.
Традиционно наблюдательные исследования эволюции галактик концентрировались на роли обычной материи, даже несмотря на то, что она составляет весьма небольшую долю массы галактики. На протяжении десятилетий существовали теоретические предсказания о влиянии темной материи на эволюцию галактик. Однако, несмотря на многочисленные усилия, четкого консенсуса по этому поводу нет.
Теперь исследованиям, проведенным командой МАК, удалось впервые с помощью наблюдений подтвердить влияние темной материи на эволюцию галактик. Работа опубликована в журнале Nature Astronomy.
«Темная материя оказывает очевидное влияние на галактики, потому что мы можем ее измерить, но обнаруженное нами влияние на эволюцию галактик было предложено, хотя у нас не было техники для его изучения путем наблюдений», — объясняет Лаура. Шольц Диас, научный сотрудник IAC и первый автор статьи.
Чтобы изучить влияние темной материи, команда сосредоточилась на разнице между массой звезд в галактике и массой, которую можно вывести из ее вращения, называемой полной динамической массой.
Исследования показали, что возраст, содержание металлов, морфология, угловой момент и скорость образования звезд зависят не только от массы этих звезд, но и от общей массы, а это означает учет компонента темной материи. что соответствует оценкам массы гало.
«Мы видели, что в галактиках с равными массами звезд их звездное население ведет себя по-разному в зависимости от того, содержит ли гало больше или меньше темной материи, другими словами, эволюция галактики от ее образования до настоящего времени видоизменяется. гало, в котором она содержится. Если у нее более или менее массивное гало, эволюция галактики с течением времени будет разной, и это отразится на свойствах звезд, которые она содержит», — добавляет Игнасио Мартин. Наварро, исследователь IAC, соавтор статьи
В будущем команда планирует провести измерения звездного населения на разных расстояниях от центра галактики и показать, сохраняется ли эта зависимость от гало темной материи свойств звезд на всех радиусах. Следующий шаг в исследовании позволит изучить связь между гало темной материи и крупномасштабной структурой Вселенной.
«Эти ореолы темной материи не созданы сами по себе, они соединены нитями, которые составляют часть крупномасштабной структуры, называемой космической паутиной», — говорит Шольц. «Похоже, что масса гало изменяет свойства галактики, но это может быть результатом положения, занимаемого каждым гало в космической паутине. В ближайшие годы мы хотим увидеть эффект этой крупномасштабной структуры в контекст, который мы изучаем», — объясняет она.
Это исследование основано на 260 галактиках CALIFA (Calar Alto Legacy Integral Field Area) — международного проекта, в котором МАК активно участвует под руководством Хесуса Фалькона Баррозу, еще одного соавтора статьи.
«Этот обзор дает спектральную информацию и дает беспрецедентное пространственное покрытие галактик», — говорит он. «Эти галактики наблюдались в конфигурации с высоким разрешением, чтобы получить подробные измерения их кинематических свойств, что позволило нам очень точно изучать движения звезд и таким образом сделать вывод об общих массах галактик».
Информация от: Канарским институтом астрофизики.
