Темная материя тормозит вращение нашей галактики

Млечный Путь вращается со скоростью 210 километров в секунду, но новое исследование показало, что темная материя замедляет вращение, по меньшей мере, на 24% с момента его образования около 14 миллиардов лет назад.

"Астрофизики давно подозревали, что вращающаяся полоса в центре нашей галактики замедляется, но мы нашли первые доказательства этого", - говорится в заявлении соавтора исследования Ральфа Шенриха, астрофизика из Университетского колледжа Лондона.

Эти новые открытия не только проливают свет на вращение Млечного Пути, но также дают представление о природе одного из самых неуловимых материалов во Вселенной - темной материи.

Млечный Путь - это спиральная галактика с перемычкой, с толстой полосой звезд в центре и большими вращающимися рукавами, тянущимися через космос. Ученые считают, что ореол темной материи окружает Млечный Путь, простираясь далеко за его видимые границы, как это происходит в других галактиках.

В новом исследовании исследователи использовали данные Gaia, миссии Европейского космического агентства, отображающей положения миллиардов звезд, для изучения потока Геркулес, толстого звездного скопления, которое вращается вокруг Млечного Пути с той же скоростью, что и сама галактика.

Поскольку звезды в потоке Геркулеса гравитационно захвачены поворотным стержнем, замедление вращения стержня заставит звезды ползти наружу, чтобы их орбиты синхронизировались с вращением стержня.

Исследователи обнаружили доказательства такой внешней космической миграции, когда исследовали химический состав звезд. Звезды в потоке Геркулеса богаты более тяжелыми элементами, что позволяет предположить, что эти звезды сформировались ближе к галактическому центру, где звезды примерно в 10 раз богаче металлами по сравнению со звездами в галактических окраинах.

Из этих наблюдений исследователи пришли к выводу, что галактическая полоса действительно замедлилась как минимум на 24%. Возникает вопрос - что может затормозить всю вращающуюся галактику?

"Противовесом, замедляющим это вращение, должно быть темная материя", - сказал Шенрих в заявлении. "До сих пор мы могли сделать вывод о темной материи, только нанося на карту гравитационный потенциал галактик и вычитая вклад видимой материи".

Астрономы считают, что темная материя окутывает Млечный Путь и другие галактики неуловимым ореолом, простирающимся далеко в космос. Ученые подсчитали, что во Вселенной в пять раз больше темной материи, чем видимой.

Хотя очевидно, что темная материя в изобилии повсюду в космосе, природа темной материи остается неизвестной. Но результаты, опубликованные в этом исследовании, помогают разгадать загадочную загадку темной материи.

"Наше исследование обеспечивает новый тип измерения темной материи - не ее гравитационной энергии, а ее инертной массы (динамического отклика), которая замедляет вращение стержня", - сказал Шенрих. "Наше открытие также представляет серьезную проблему для альтернативных теорий гравитации - поскольку в них отсутствует темная материя в ореоле, они предсказывают отсутствие или значительно меньшее замедление полосы".

Альтернативные теории гравитации, такие как модифицированная ньютоновская динамика, игнорируют понятие темной материи. Вместо этого они пытаются объяснить, почему поведение галактик не укладывается в рамки предсказаний общей теории относительности, внося изменения в общую теорию относительности Эйнштейна.