Результаты компьютерного моделирования, проведенного астрономами из Университета Гронингена в сотрудничестве с исследователями из Европы, показывают, что большая часть загадочной темной материи за пределами Местной группы галактик (куда входит и наш Млечный Путь) образует своеобразный «лист». Выше и ниже этой плоскости находятся большие пустоты.
Загадка движения Местной группы
Почти столетие назад астроном Эдвин Хаббл обнаружил, что практически все галактики удаляются от Млечного Пути. Это важное свидетельство расширения Вселенной и Большого взрыва. Но даже во времена Хаббла было ясно, что есть исключения. Например, наша соседняя галактика Андромеда движется к нам со скоростью около 100 км/c.
На протяжении полувека астрономы задавались вопросом, почему большинство крупных близлежащих галактик (за исключением Андромеды) удаляются от нас и, по-видимому, не подвергаются воздействию массы и гравитации так называемой Местной группы. Помимо нашего Млечного Пути и Андромеды, в нее входит галактика Треугольника и более сотни мелких галактик.
Международная группа ученых нашла решение этой загадки. Компьютерное моделирование показывает, что распределение массы чуть за пределами Местной группы, включая окружающую галактики невидимую темную материю, организовано в плоскую структуру, простирающуюся на десятки миллионов световых лет. Над и под этой плоскостью находятся большие пустоты. Это решение хорошо воспроизводит распределение и скорости наблюдаемых галактик вокруг нас.
«Виртуальный двойник» Местной группы
Ученые начали с модели областей ранней Вселенной с распределением массы, основанным на наблюдениях космического микроволнового фона. Затем она была доработана с помощью мощного компьютера, чтобы воспроизвести современные характеристики Местной группы с массой, положением и скоростью Млечного Пути, галактики Андромеды, а также 31 галактики, расположенных сразу за пределами Местной группы. В результате были созданы симуляции, которые можно считать «виртуальными двойниками» нашей космической среды.
Такие симуляции хорошо воспроизвели наблюдаемые скорости 31 окружающей галактики, которые удаляются от нас и точно следуют закону Хаббла, несмотря на большую массу Местной группы. Также было обнаружено, что они встроены в крупномасштабный слой темной материи.
Есть две основные причины, по которым в локальной Вселенной так мало отклонений от закона Хаббла. Для близлежащих галактик гравитационное притяжение Местной группы уравновешивается массой, находящейся дальше в плоскости. А места, где можно было бы ожидать, что материя движется к нам (в пустотах), на самом деле «невидимы», потому что галактики в них отсутствуют.
По словам ведущего исследователя Эвуда Вемпе, это первая оценка распределения и скорости темной материи в области, окружающей Млечный Путь и галактику Андромеды. «Мы исследуем все возможные локальные конфигурации ранней Вселенной, которые в конечном итоге могли привести к образованию Местной группы. Замечательно, что теперь у нас есть модель, которая, с одной стороны, согласуется с современной космологической моделью, а с другой — с динамикой нашего локального окружения».
Ранее мы рассказывали о том, как благодаря телескопу James Webb ученые создали детальнейшую карту темной материи.
По материалам Phys.org
