Звезды могут прятаться в кольцах темной материи на краю галактик
24 октября 2012 года
Галактические гало - кольца из темной материи на краю галактик - могут содержать в себе небольшое количество относительно тусклых звезд, на что указали необычно большие колебания в силе инфракрасного фонового излучения на окраинах нашей Галактики, заявляют астрономы в статье, опубликованной в журнале Nature.
Темная материя - гипотетическое вещество, которое проявляет себя исключительно через гравитационное взаимодействие с галактиками, внося искажения в их движение. Большинство астрономов полагает, что каждая галактика обрамлена "поясом" - гало - из темной материи, которая не дает звездам и другим сгусткам материи разбежаться. Считается, что это кольцо практически не содержит в себе "обычной" материи в виде звезд, газо-пылевых туманностей или других объектов.
Группа астрономов под руководством Асанты Курэй (Asantha Cooray) из университета штата Калифорния в городе Ирвин (США) обнаружила намеки на существование звезд внутри этого кольца, изучая инфракрасные снимки далеких галактики из обзора SDWFS.
Обзор SDWFS был составлен из снимков орбитального телескопа "Спитцер", полученных инфракрасной камерой IRAC на борту обсерватории с 2004 по 2008 годы. В рамках этого обзора "Спитцер" получил инфракрасные снимки фрагментов Млечного пути и далеких галактик, расположенных в пределах созвездия Волопаса.
Курэй и ее коллеги изучили данные SDWFS и удалили из них те все "точечные" источники инфракрасного излучения, в число которых вошли звезды и другие излучающие объекты в пределах нашей Галактики и ее далеких "кузенов". В результате этого ученые получили набор изображений из относительно светлых и темных участков, представлявших собой колебания в силе инфракрасного фонового излучения.
Инфракрасное фоновое излучение Вселенной представляет собой загадочный феномен, природа которого пока остается предметом споров среди астрономов. Большинство ученых полагает, что это излучение является отголоском процессов звездообразования в молодых и активных галактиках, существовавших в юности Вселенной. Их оппоненты считают, что источником инфракрасного фона Вселенной являются тусклые галактики, расположенные в относительной близости от Млечного пути.
Авторы статьи вычислили разницу между самыми светлыми и темными участками и сравнили ее со значениями, полученными при помощи математических моделей для этих предположений. К удивлению астрономов, разница в силе инфракрасного излучения на снимках "Спитцера" значительно превышала аналогичные значения для теорий "далеких" и "близких" галактик.
"Результаты моделирования, соответствующие гипотезе "далеких" галактики", ниже реальных значений в тысячу раз. Теория "близких" галактик работает несколько лучше, но все равно ошибочна - ее значения ниже примерно в 10 раз", - пояснил один из авторов статьи Эдвард Райт (Edward Wright) из университета Калифорнии в Лос-Анджелесе (США).
Обнаружив столь серьезное несоответствие теорий и данных наблюдений, авторы статьи разработали новую гипотезу, объясняющую природу инфракрасного фонового излучения. По их словам, основным источником этого излучения могут быть тусклые звезды, "спрятавшиеся" в гало из темной материи после слияния двух или нескольких галактик.
"Галактики обрамлены кольцами из темной материи, чья масса и размеры в несколько раз превосходит их собственную. Когда галактики сливаются, гало становится "толще", а звезды, газ и другая видимая материя "стекают" в пустое пространство между стенками этого кольца. Мы считаем, что одна из тысячи таких звезд может "застрять" внутри гало, и их свечение породит те колебания в силе инфракрасного фонового излучения, которые мы видим", - продолжил Райт.
Авторы статьи полагают, что их теорию можно будет проверить после введения в строй космического телескопа "Джеймс Уэбб", запуск которого намечен на 2018 год.