Космически танц променя представите за Вселената

Дълбочинни снимки на небето показват, че Вселената се състои от милиарди галактики. Някои – такива като нашия Млечен път, са огромни и съдържат стотици милиарди звезди. Но повечето галактики са джуджета и имат едва няколко милиарда звезди.

Съвременната космология се оказва учудващо точна в предсказването на това как са разхвърляни галактиките из Вселената. Те не са разпределени на случаен принцип, а сякаш живеят заедно. Някои са събрани в купове от хиляди отделни системи, но повечето групи се състоят от десетки или стотици купове.

Ново изследване на галактиките джуджета, проведено от мен и колегите ми и публикувано в сп. Nature, създава сериозен проблем с приемането на идеята за това как всъщност живее Вселената, пише Герънт Луис от университета на Сидни.

След повече от десет години изследвания открихме, че малките галактики, които съпровождат най-близката до нас спирална галактика Андромеда, танцуват заедно с нея в огромна плоскост. За да разберем защо това е толкова важно, трябва да започнем с нещата, които знаем за Вселената и Космоса.

Местните галактики

Млечният път се намира в „местна група” – неголям участък от Вселената. Наблизо се намира аналогичната по размер галактика Андромеда и по-малката по размер спирална галактика Триъгълник.

Тези големи системи се съпровождат от почти 100 галактики джуджета. Хората, които живеят в Южното полукълбо, могат да видят две такива галактики джуджета в нощното небе – Големия и Малкия Магеланов облак.

Подобни местни галактики джуджета принципно се групират около големите галактики, което съвпада с нашите представи за разширението на Вселената и ръста на космическите структури. Но именно тези галактики джуджета причиняват сериозни главоболия на космологичните модели.

Къде са всички галактики?

Първият проблем, наречен „липсващи спътници”, е известен от десет години. Макар че 100 галактики джуджета в „местната група” може да изглеждат впечатляващо количество, това е много по-малко, отколкото може да има на теория – няколко хиляди.

Някои смятат, че нашето население от миниатюрни галактики джуджета нанася съкрушителен удар по преобладаващия модел на участващата във формирането на галактиките студена тъмна материя. Тоест доминиращата съставка от масата на Вселената е невидимата, страшно звучаща тъмна материя, която е създавала звездите и галактиките, които виждаме.

Други смятат, че няма никакво противоречие и че звездите в джуджетата са се взривили на много ранен стадий от формирането на Вселената, като са се превърнали в газ и са станали суровина за формирането на нови звезди.

ПАНДА

Повече от 10 години съм участвал в проекта по съставяне на карта на огромния звезден ореол на Андромеда, продължава Луис. Това е неопределено разпределяне на звезди, които се простират на стотици хиляди светлинни години от галактиката Андромеда, състоят се от остатъци на галактики джуджета и се намират прекалено близо до голямата галактика, която е готова да ги погълне.

В продължение на много години нашият проект е използвал големи телескопи и чувствителни инструменти, за да изследва огромната част от небето, която обхваща звездния ореол на Андромеда. От 2008 г. използвахме 3,6-метровия канадско-френско-хавайски телескоп за провеждането на Pan-Andromeda Archaeological Survey (PandAS, или по-мило казано – ПАНДА).

Сега, когато данните са получени и обработката е завършена, ПАНДА дава научни резултати. Беше открито, че галактиките джуджета се въртят в плоскост около гигантската Андромеда.

ПАНДА показа почти 30 галактики джуджета, въртящи се около Андромеда, повечето от които са открити едва в последните няколко години. Аспирантът Антъни Кон успя да измери точно разстоянието до всяко джудже и за първи път разполагаме с триизмерно разпределение на галактиките джуджета около Андромеда.

Какво ни говори моделът на строеж и еволюция на Космоса за разпределянето на галактиките джуджета около големите галактики? Макар че знаем, че галактиките джуджета не са толкова много, колкото следва да бъдат на теория, нашите модели говорят, че ние трябва да ги видим хаотично разположени около големите галактики.

И така, как виждаме галактиките джуджета около Андромеда? На пръв поглед изглежда, че теоретичните представи се потвърждават и джуджетата са разпределени на случаен принцип. Но ние решихме да надникнем малко по-дълбоко и да видим има ли базова структура в разпределянето им. Вместо да разглеждаме цялото „население от джуджета”, ние избрахме тези, които бяха по-близо до по-големите си събратя.

Това, което открихме, ни учуди – 13 галактики джуджета лежаха в необикновено тънка плоскост (45 000 светлинни години), като се отчитат огромните размери на тази група – 1,2 млн. светлинни години в диаметър. Такава конфигурация трябва да се появява изключително рядко, ако джуджетата (според теориите) са разпределени на случаен принцип.

Странно е също, че краят на тази плоскост сочи към Млечния път. Плоскостта можеше да е ориентирана във всяка посока. Тогава какво означава това тайнствено изравняване? Цифровото моделиране формира нишки, съдържащи стотици галактики.

Едва началото

Изненадите не свършват дотук. Когато галактиките бяха открити за първи път, те станаха обект на наблюдение на големите телескопи в света и бяха измерени скоростите на отделните галактики. Това, което открихме, беше удивително.

Джуджетата на север от Андромеда се движеха към нас, докато тези на юг се отдалечаваха от нас. Тоест тази огромна плоскост от джуджета се върти! Помните, че нищо подобно няма в прогнозите на нашите космологични модели.

Интригата се изостря, когато погледнем Космоса по-отблизо. Оказва се, че Млечният път има собствен диск от галактики джуджета. Тъжно е, че изучаването на звездния ореол на нашата галактика е по-трудно, отколкото този на Андромеда, тъй като ни е необходимо да имаме изображение на цялото небе. Но доказателствата, че Млечният път и Андромеда имат необясними плоскости от галактики джуджета, стават все повече. Какво правят те там?

Приливни галактики?

Някои смятат, че сме открили не нормални галактики джуджета, а „приливни” галактики джуджета, малки купове от звезди, образували се от „боклука”, когато големите галактики изяждат по-малките си събратя.

Но такива джуджета са временни и бързо се разлитат, така че подобни дискове следва да са рядко явление и много ни провървя, когато ги видяхме и в Млечния път, и в Андромеда едновременно.

Освен това, ако наистина виждаме приливни джуджета, то не ни достигат още много галактики спътници, предсказани от нашите теории за ръста на структурите на Вселената.

Така се сблъскваме със сериозна космологична загадка. Сегашните ни теоретични модели трябва да обяснят това явление, ако искаме да вярваме, че те се явяват точно описание на Вселената около нас.

А ако не могат, тогава, разбира се, ще се върнем обратно на чертожната дъска, но трябва да подложим на съмнение основните ни предположения за такива неща като природата на тъмната материя.

Някои вече мислят, че съществуването на тези плоскости около големите галактики говори, че трябва да преразгледаме фундаменталните свойства на Вселената, включително самото съществуване на тъмната материя и дори действието на силата на гравитацията.

И така, какво е решението? Честно казано, не знам, но ще бъде любопитно да се опитаме да го изясним.

Източник: TheEpochTimes