Темная галактика
Темная галактика — это гипотетическая галактика , в которой нет (или очень мало) звезд. Свое название они получили потому, что у них нет видимых звезд, но их можно обнаружить, если они содержат значительное количество газа. Астрономы уже давно выдвигают теории о существовании темных галактик, но подтвержденных примеров на сегодняшний день нет. [1] Темные галактики отличаются от межгалактических газовых облаков, возникших в результате галактических приливных взаимодействий , поскольку эти газовые облака не содержат темной материи , поэтому технически они не квалифицируются как галактики. Различить межгалактические газовые облака и галактики сложно; большинство кандидатов в темные галактики оказываются приливными газовыми облаками. [2] Лучший кандидат в темные галактики на сегодняшний день [ на момент? ] включить HI1225+01, [3] АГК229385, [4] и многочисленные газовые облака, обнаруженные при исследованиях квазаров .
25 августа 2016 года астрономы сообщили, что Dragonfly 44 , ультрадиффузная галактика (UDG) с массой галактики Млечный Путь , но почти без видимых звезд или галактической структуры, почти полностью состоит из темной материи . [5] [6] [7]
Наблюдательные данные
[ редактировать ]Крупные исследования с низким разрешением, с использованием чувствительных радиотелескопов таких как Аресибо или телескоп Паркса, направлены на поиск 21-сантиметрового излучения атомарного водорода в галактиках. Эти обзоры затем сопоставляются с оптическими обзорами для идентификации любых объектов, не имеющих оптического аналога, то есть источников без звезд. [8]
Другой способ, которым астрономы ищут темные галактики, — это поиск линий поглощения водорода в спектрах фоновых квазаров . Этот метод выявил множество межгалактических облаков водорода, но отслеживать возможные темные галактики сложно, поскольку эти источники, как правило, находятся слишком далеко и часто оптически заглушаются ярким светом квазаров.
Природа темных галактик
[ редактировать ]Источник
[ редактировать ]В 2005 году астрономы обнаружили газовое облако VIRGOHI21 и попытались определить, что это такое и почему оно оказывает такое мощное гравитационное притяжение на галактику NGC 4254 . После многих лет исключения других возможных объяснений некоторые пришли к выводу, что VIRGOHI21 — это темная галактика. [9]
Размер
[ редактировать ]Реальный размер темных галактик неизвестен, поскольку их невозможно наблюдать в обычные телескопы. Были разные оценки: от удвоенного размера Млечного Пути. [10] до размеров небольшого квазара .
Структура
[ редактировать ]Темные галактики теоретически состоят из темной материи , водорода и пыли . [9] Некоторые ученые поддерживают идею о том, что темные галактики могут содержать звезды. [11] Однако точный состав темных галактик остается неизвестным, поскольку не существует однозначного способа их идентификации. Тем не менее, по оценкам астрономов, масса газа в этих галактиках примерно в один миллиард раз превышает массу Солнца . [12]
Методология наблюдения темных тел
[ редактировать ]Темные галактики не содержат видимых звезд и невидимы для оптических телескопов. Исследование окружающей среды галактик Аресибо (AGES) использовало радиотелескоп Аресибо для поиска темных галактик, которые, по прогнозам, будут содержать обнаруживаемые количества нейтрального водорода . Радиотелескоп Аресибо оказался полезен там, где другие не пригодились, из-за его способности обнаруживать излучение нейтрального водорода, в частности, линию 21 см .
Альтернативные теории
[ редактировать ]Ученые говорят, что галактики, которые мы видим сегодня, начали создавать звезды только после темных галактик. Согласно многочисленным научным утверждениям, темные галактики сыграли большую роль во многих галактиках, которые астрономы и ученые видят сегодня. Мартин Хенель из Института космологии Кавли при Кембриджском университете утверждает, что предшественником галактики Млечный Путь на самом деле была яркая галактика гораздо меньшего размера, которая слилась с близлежащими темными галактиками, образовав Млечный Путь, который мы видим сейчас. Многие ученые сходятся во мнении, что темные галактики являются строительными блоками современных галактик. Себастьян Канталупо из Калифорнийского университета в Санта-Крус согласен с этой теорией. Далее он говорит: «В нашей нынешней теории формирования галактик мы считаем, что большие галактики образуются в результате слияния меньших галактик. Темные галактики приносят в большие галактики много газа, который затем ускоряет звездообразование в более крупных галактиках». У ученых есть специальные методы, которые они используют для обнаружения этих темных галактик. Эти методы способны рассказать нам больше о других особых событиях, происходящих во Вселенной; например, космическая паутина . Эта «паутина» состоит из невидимых нитей газа и темной материи, которые, как полагают, пронизывают Вселенную, а также «питают и создают галактики и скопления галактик в местах пересечения нитей». [12]
Потенциальные темные галактики
[ редактировать ]БЫСТРЫЙ J0139+4328
[ редактировать ]Эта галактика, расположенная на расстоянии 94 миллионов световых лет от Земли, видна в радиоволнах с минимальным видимым светом. [13]
HE0450-2958
[ редактировать ]HE0450-2958 — квазар с красным смещением z=0,285. Снимки космического телескопа «Хаббл» показали, что квазар расположен на краю большого облака газа, но родительской галактики у квазара обнаружено не было. Авторы исследования Хаббла предположили, что одним из возможных сценариев является то, что квазар находится в темной галактике. [14] Однако последующий анализ, проведенный другими группами, не обнаружил никаких доказательств того, что родительская галактика аномально темная, и продемонстрировал, что, вероятно, присутствует нормальная родительская галактика. [15] [16] поэтому наблюдения не подтверждают интерпретацию темной галактики.
ХВЦ 127-41-330
[ редактировать ]HVC 127-41-330 — облако, вращающееся с высокой скоростью между Андромедой и галактикой Треугольник . Астроном Джош Саймон считает это облако темной галактикой из-за скорости его вращения и предсказанной массы. [17] [18]
J0613+52
[ редактировать ]J0613+52 — возможная темная галактика. [19] [20] была обнаружена с помощью телескопа Грин-Бэнк, когда его случайно указали на неверные координаты . Звезды могли существовать внутри него, но наблюдались по состоянию на январь 2024 года. [21]
Облако
[ редактировать ]Нубе был обнаружен в 2023 году в результате анализа глубоких оптических изображений области в Stripe 82 . Из-за низкой поверхностной яркости Нубе классифицируется как «почти темная галактика». [22] [23]
Облако Смита
[ редактировать ]Облако Смита является кандидатом на роль темной галактики из-за своей прогнозируемой массы и выживания после столкновений с Млечным Путем. [24]
ДЕВА21
[ редактировать ]Первоначально открытая в 2000 году, VIRGOHI21 была объявлена в феврале 2005 года хорошим кандидатом на роль настоящей темной галактики. [11] [25] [26] [27] Она была обнаружена в обзорах на расстоянии 21 см и предполагалась как возможный космический партнер галактики NGC 4254 . Эта необычно выглядящая галактика, по-видимому, является одним из партнеров космического столкновения и, по-видимому, демонстрирует динамику, соответствующую темной галактике (и явно не согласующуюся с предсказаниями теории модифицированной ньютоновской динамики (МОНД) ). [28] Однако дальнейшие наблюдения показали, что VIRGOHI21 представлял собой межгалактическое газовое облако, оторвавшееся от NGC4254 в результате высокоскоростного столкновения. [29] [30] [31] Высокоскоростное взаимодействие было вызвано падением в скопление Девы .
См. также
[ редактировать ]- Темная материя - концепция космологии
- Гало темной материи - Теоретическая космологическая структура
- Карликовая сфероидальная галактика - галактика низкой светимости со старыми звездами и небольшим количеством пыли.
- Галактика с низкой поверхностной яркостью - галактика, которая менее яркая, чем окружающее ночное небо.
- Ультрадиффузная галактика - галактика с чрезвычайно низкой светимостью.
- Галактика X (галактика) – темная карликовая галактика-спутник галактики Млечный Путь.
Ссылки
[ редактировать ]- ^ Кэннон, Джон М.; Мартинкус, Шарлотта П.; Лейсман, Лукас; Хейнс, Марта П.; Адамс, Элизабет АК; Джованелли, Риккардо; Халленбек, Грегори; Яновецкий, Стивен; Джонс, Майкл (01 февраля 2015 г.). «Кампания люцерны «Почти темнота»: пилотные наблюдения VLA HI за пятью системами с высоким соотношением массы к свету». Астрономический журнал . 149 (2): 72. arXiv : 1412.3018 . Бибкод : 2015AJ....149...72C . дои : 10.1088/0004-6256/149/2/72 . ISSN 0004-6256 . S2CID 118592858 .
- ^ Остерлоо, штат Техас; Хилд, GH; Де Блок, WJG (2013). «Является ли GBT 1355+5439 темной галактикой?». Астрономия и астрофизика . 555 : Л7. arXiv : 1306.6148 . Бибкод : 2013A&A...555L...7O . дои : 10.1051/0004-6361/201321965 . S2CID 118402005 .
- ^ «Опрос Fast ALFA Legacy Аресибо» . egg.astro.cornell.edu . Проверено 29 сентября 2015 г.
- ^ Яновецкий, Стивен; Лейсман, Лукас; Йожа, Дьюла; Зальцер, Джон Дж.; Хейнс, Марта П.; Джованелли, Риккардо; Род, Кэтрин Л.; Кэннон, Джон М.; Адамс, Элизабет АК (01 марта 2015 г.). «(Почти) темные источники HI в исследовании ALFALFA: интригующий случай HI1232+20». Астрофизический журнал . 801 (2): 96. arXiv : 1502.01296 . Бибкод : 2015ApJ...801...96J . дои : 10.1088/0004-637X/801/2/96 . ISSN 0004-637X . S2CID 119271121 .
- ^ Ван Доккум, Питер; и др. (25 августа 2016 г.). «Высокая дисперсия скоростей звезд и ~ 100 шаровых скоплений для ультрадиффузной галактики Стрекоза 44» . Письма астрофизического журнала . 828 (1): Л6. arXiv : 1606.06291 . Бибкод : 2016ApJ...828L...6V . дои : 10.3847/2041-8205/828/1/L6 . S2CID 1275440 .
- ^ Холл, Шеннон (25 августа 2016 г.). «Галактика-призрак на 99,99% состоит из темной материи и почти не содержит звезд» . Новый учёный . Проверено 27 августа 2016 г.
- ^ Фельтман, Рэйчел (26 августа 2016 г.). «Обнаружен новый класс галактик, почти полностью состоящий из темной материи» . Вашингтон Пост . Проверено 26 августа 2016 г.
- ^ Дэвис, Дж.И.; Дисней, MJ; Минчин, РФ; Олд, Р.; Смит, Р. (2006). «Существование и обнаружение оптически темных галактик 21-сантиметровыми обзорами» . Ежемесячные уведомления Королевского астрономического общества . 368 (3): 1479–1488. arXiv : astro-ph/0609747 . Бибкод : 2006MNRAS.368.1479D . дои : 10.1111/j.1365-2966.2006.10247.x . Проверено 12 марта 2024 г.
- ^ Jump up to: а б Фрейзер Кейн (14 июня 2007 г.). «В этой темной галактике не сияют звезды» . Universetoday.com . Проверено 13 августа 2012 г.
- ^ «Обследование Аресибо выявило кандидата в темную галактику» . Spacedaily.com. 7 апреля 2006 г. Проверено 13 августа 2012 г.
- ^ Jump up to: а б Стюарт Кларк . «Темная галактика» продолжает озадачивать астрономов . Новый учёный . Проверено 26 февраля 2008 г.
- ^ Jump up to: а б «Первое прямое обнаружение проливает свет на темные галактики» . Zmescience.com . Проверено 22 декабря 2012 г.
- ^ «Таинственная темная галактика не излучает видимого света, говорят ученые» . 10 февраля 2023 г.
- ^ Магаин П.; и др. (2005). «Открытие яркого квазара без массивной родительской галактики». Природа . 437 (7057): 381–4. arXiv : astro-ph/0509433 . Бибкод : 2005Natur.437..381M . дои : 10.1038/nature04013 . ПМИД 16163349 . S2CID 4303895 .
- ^ Мерритт, Дэвид ; и др. (2006). «Природа системы HE0450-2958». Ежемесячные уведомления Королевского астрономического общества . 367 (4): 1746–1750. arXiv : astro-ph/0511315 . Бибкод : 2006МНРАС.367.1746М . дои : 10.1111/j.1365-2966.2006.10093.x . S2CID 55834970 .
- ^ Ким, Минджин; Хо, Луис; Пэн, Чиен; Я, Мёншин (2007). «Главная галактика квазара HE 0450-2958». Астрофизический журнал . 658 (1): 107–113. arXiv : astro-ph/0611411 . Бибкод : 2007ApJ...658..107K . дои : 10.1086/510846 . S2CID 14375599 .
- ^ Саймон, Джош (2005). Темная материя в карликовых галактиках: наблюдательные испытания парадигмы холодной темной материи в малых масштабах (PDF) (докторская диссертация). Калифорнийский университет в Беркли . Бибкод : 2005PhDT.........2S . Архивировано из оригинала (PDF) 13 сентября 2006 г.
- ^ Баттерсби, Стивен (20 октября 2003 г.). «Астрономы обнаружили первую «темную галактику» » . Новый учёный . Проверено 22 декабря 2012 г.
- ^ До свидания, Деннис (26 января 2024 г.). «Что вы называете галактикой без звезд? - К темной материи и темной энергии добавьте темные галактики — скопления звезд, настолько редких и тусклых, что они практически невидимы» . Нью-Йорк Таймс . Архивировано из оригинала 26 января 2024 года.
- ^ О'Нил, Карен; ван Дрил, Вим; Шнайдер, Стивен (01 февраля 2024 г.). «Темная галактика J0613+52» . Бюллетень Американского астрономического общества . 56 (2): 404.13. Бибкод : 2024AAS...24340413O .
- ^ Маласки, Джилл (8 января 2024 г.). «Астрономы случайно обнаружили темную первозданную галактику» . Обсерватория Грин Бэнк . Архивировано из оригинала 9 марта 2024 г. Проверено 10 марта 2024 г.
- ^ «Астрономы открыли новую почти темную галактику» . Физика.орг . Проверено 6 февраля 2024 г.
- ^ Горы, Мирейя; Трухильо, Игнатий; Карунакаран, Анантан; Инфанте-Сайнс, Рауль; Спеккенс, Кристина; Голини, Джулия; Бизли, Майкл; Себриан, Мэри; Чамба, Нушкия; Д'Онофрио, Мауро; Кельвин, Ли; Роман, Хавьер (январь 2024 г.). «Почти темная галактика с массой Малого Магелланова Облака » Астрономия и астрофизика 681 : А1 arXiv : 2310.12231 . дои : 10.1051/0004-6361/202347667 . ISSN 0004-6361 .
- ^ «Темная галактика врезается в Млечный Путь» . Новый учёный . № 2735. 22 ноября 2009 г. Проверено 12 декабря 2009 г.
- ^ Кларк, Стюарт (23 февраля 2005 г.). «Астрономы заявили о первой находке «темной галактики»» . Служба новостей NewScientist.com . Проверено 26 октября 2006 г.
- ^ Сига, Дэвид (26 февраля 2005 г.). «Призрачная галактика: массивное темное облако интригует ученых» . Новости науки в Интернете . 167 (9): 131. дои : 10.2307/4015891 . JSTOR 4015891 . Архивировано из оригинала 24 мая 2011 г. Проверено 14 сентября 2008 г.
- ^ Бритт, Рой (23 февраля 2005 г.). «Первая невидимая галактика, обнаруженная в результате прорыва в космологии» . Space.com .
- ^ Фанкхаузер, Скотт (2005). «Тестирование MOND с VirgoHI21». Ежемесячные уведомления Королевского астрономического общества . 364 (1): 237. arXiv : astro-ph/0503104 . Бибкод : 2005MNRAS.364..237F . дои : 10.1111/j.1365-2966.2005.09565.x . S2CID 119368923 .
- ^ Кент, Брайан Р.; Джованелли, Риккардо; Хейнс, Марта П.; Сентонж, Амели; Стирвальт, Сабрина; Балонек, Томас; Брош, Ной; Катинелла, Барбара; Купманн, Ребекка А. (1 августа 2007 г.). «Оптически невидимые обнаружения HI в направлении скопления Девы, обнаруженные в ходе исследования Fast ALFA Legacy в Аресибо» . Письма астрофизического журнала . 665 (1): L15–L18. Бибкод : 2007ApJ...665L..15K . дои : 10.1086/521100 . ISSN 0004-637X .
- ^ Дюк, Пьер-Ален; Бурно, Фредерик (1 февраля 2008 г.). «Приливные обломки от высокоскоростных столкновений как фальшивые темные галактики: численная модель VIRGOHI 21». Астрофизический журнал . 673 (2): 787–797. arXiv : 0710.3867 . Бибкод : 2008ApJ...673..787D . дои : 10.1086/524868 . ISSN 0004-637X . S2CID 15348867 .
- ^ Хейнс, Марта П.; Джованелли, Риккардо; Кент, Брайан Р. (2007). «NGC 4254: Акт преследования, обнаруженный в ходе исследования Arecibo Legacy Fast ALFA». Астрофизический журнал . 665 (1): Л19–22. arXiv : 0707.0113 . Бибкод : 2007ApJ...665L..19H . дои : 10.1086/521188 . S2CID 12930657 .