На одном из изображений Очень Большого Телескопа, полученных командой, видна группа массивных галактик. Каждая из галактик в центре примерно в 125 миллиардов раз массивнее нашего Солнца (включая их темную материю). Фото предоставлено: Тревор Мендель, АНУ
Давний «заговор» в астрономии о том, что звезды и темная материя взаимодействуют необъяснимым образом, был развенчан международной командой астрономов в статье, опубликованной в «Ежемесячных уведомлениях Королевского астрономического общества».
Авторы находятся в Австралии, Великобритании, Австрии и Германии и использовали Очень Большой Телескоп в Чили.
Теория заговора возникла, чтобы объяснить явление, которое озадачивало астрономов четверть века. Плотность материи в разных галактиках, по-видимому, уменьшалась с одинаковой скоростью от их центра к внешним краям. Это сбивало с толку, потому что галактики разнообразны и имеют много разных возрастов, форм, размеров и количества звезд. Так почему же они должны иметь одинаковую структуру плотности?
«Эта однородность предполагает, что темная материя и звезды должны каким-то образом компенсировать друг друга, чтобы создать такие регулярные структуры массы», — говорит доктор. Каро Деркенн, ведущий автор статьи и исследователь ASTRO 3D в Университете Маккуори.
Как и во многих теориях заговора, ни один исследователь не смог найти механизм. Если бы темная материя и звезды могли взаимодействовать таким образом, нам пришлось бы изменить наше понимание того, как формируются и развиваются галактики. Но им пока не удалось найти альтернативную причину, объясняющую увиденное.
Деркенн и ее коллеги обнаружили, что сходство плотности может быть связано не с самими галактиками, а с тем, как астрономы их измеряют и моделируют.
Используя Очень Большой Телескоп Европейской Южной Обсерватории в Чили, команда наблюдала 22 галактики среднего возраста (которые из-за большого расстояния имеют возраст около четырех миллиардов лет) с исключительной детализацией. Это позволило им создать более сложные модели, которые лучше отражают разнообразие галактик во Вселенной.
«В прошлом люди строили простые модели, содержащие слишком много упрощений и предположений», — говорит Деркенн.
«Галактики сложны, и нам нужно свободно моделировать их, иначе мы будем измерять не те вещи. Наши модели работали на суперкомпьютере OzStar Университета Суинберна и потребовали около 8000 часов настольного компьютерного времени».
Сейчас Деркенн применяет свой астрономический опыт к сложным данным для государственной службы Австралии.
«Астрономия очень хорошо готовит вас к пониманию больших данных», — говорит она. «Реальный мир хаотичен, и у нас не всегда есть все данные. Там нет никого, кто мог бы сказать вам ответы и узнать, правы вы или нет. Вам придется собирать данные и анализировать их, пока не найдете что-то, что работает».
В рамках проекта использовалась MUSE (Multi Unit Spectroscope Explorer) на VLT для анализа галактик из обзора MAGPI (Свойства галактик средневековья с интегральной полевой спектроскопией). MUSE собирает кубы спектральных данных, в которых каждый пиксель на самом деле является спектром.
«Проект MAGPI является прекрасным примером того, как учебные семинары и пространства для совместной работы в рамках ASTRO 3D помогли использовать стратегическое партнерство Австралии с Европейской южной обсерваторией», — говорит директор ASTRO 3D, профессор Эмма Райан-Вебер.
«Комплексные данные Очень Большого Телескопа ESO не только решили давнюю проблему астрономии, но и помогли молодым учёным, таким как доктор К. «Это дало Каро Деркенн платформу для начала ее карьеры с решения реальных проблем», — говорит она.
Соавторы представляют Международный центр радиоастрономических исследований (ICRAR) в Западной Австралии, Даремский университет, Венский университет, Австралийский национальный университет, Сиднейский университет Нового Южного Уэльса, Сиднейский университет, Университет Людвига Университет Максимилиана и Университет Квинсленда.
Информация от: Центром передового опыта ARC в области астрофизики всего неба в 3D (ASTRO 3D).
