Долгое время считалось, что карликовые галактики вокруг Млечного Пути — это древние спутники, вращающиеся вокруг нашей галактики почти 10 миллиардов лет. В теориях космологов это потребовало, чтобы они содержали огромное количество “темной материи”, чтобы защитить их от огромных приливных эффектов, вызванных гравитационным притяжением нашей галактики. Но обнаружились признаки того, что большинство этих галактик может быть скоро уничтожено после их входа в галактическое гало.
Благодаря последнему каталогу спутника Gaia Европейского космического агентства международная команда продемонстрировала, что карликовые галактики обычно выходят из равновесия.
Астрономы из Парижской обсерватории PSL, Национального центра научных исследований (CNRS) и Потсдамского института астрофизики Лейбница (AIP) смогли датировать историю Млечного Пути благодаря взаимосвязи, связывающей орбитальную энергию объект эпохи входа в гало, времени, когда они впервые были захвачены гравитационным полем Млечного Пути: объекты, прибывшие раньше, когда Млечный Путь был менее массивным, имеют более низкую орбитальную энергию, чем недавно прибывшие.
Орбитальная энергия большинства карликовых галактик на удивление значительно больше, чем у карликовой галактики Стрельца, вошедшей в гало 5–6 миллиардов лет назад. Это означает, что большинство карликовых галактик появились гораздо позже, менее трех миллиардов лет назад.
Такое недавнее прибытие означает, что ближайшие карлики пришли из-за пределов гало, где почти все карликовые галактики содержат огромные резервуары нейтрального газа. Богатые газом галактики потеряли свой газ, когда столкнулись с горячим газом галактического гало. Сила толчков и турбулентность этого процесса полностью изменили карликовые галактики.
В то время как в ранее богатых газом карликовых галактиках доминировало вращение газа и звезд, когда они превращаются в безгазовые системы, их гравитация уравновешивается случайными движениями оставшихся в них звезд.
Карликовые галактики теряют газ в процессе настолько сильном, что он выводит их из равновесия, а это означает, что скорость движения их звезд больше не находится в балансе с их гравитационным ускорением. Комбинированные эффекты потери газа и гравитационных ударов, возникших в результате погружения в галактику, прекрасно объясняют широко распространенные скорости движения звезд в остатке карликовой галактики.
Одним из теоретических курьезов этого исследования является отсутствие необходимости добавлять в эти галактики “темную материю”. Отсутствие равновесия не позволяет оценить динамическую массу карликов Млечного Пути и содержание в них темной материи, да и обращение к “темной материи” становится бессмысленным для объектов, находящихся вне баланса. По формулам теоретиков, если бы карлик уже содержал много “темной материи”, он бы стабилизировал свой первоначальный вращающийся звездный диск, предотвращая трансформацию карлика в галактику со случайным движением звезд, как это наблюдается в реальности.
Недавнее прибытие карликовых галактик к нашей Галактике и их входы в её гало хорошо объясняют многие наблюдаемые свойства этих объектов, в частности, почему у них звезды находятся на больших расстояниях от их центра. Их свойства совместимы с отсутствием “темной материи” и не совместимы с её наличием, то есть факты против представления теоретиков о карликовых галактиках как об объектах, в которых преобладает “темная материя”.
Информация от: Потсдамским институтом астрофизики Лейбница.