Физики объяснили загадку обнаруженной телескопом Уэбба древней галактики
Объяснение необычного распределения темной материи в массивной спокойной древней галактике предложили ученые Калифорнийского университета в Риверсайде (UCR), 12 апреля сообщает пресс-служба университета.
Эту галактику, получившую код JWST-ER1g, обнаружил в сентябре 2023 года космический телескоп Джеймса Уэбба (JWST). Ее возраст составляет три четверти от возраста Вселенной. JWST-ER1g за счет своей огромной массы формирует из яркого светового излучения звезды так называемое кольцо Эйнштейна, действуя как гравитационная линза (что было предсказано общей теорией относительности Эйнштейна).
Общая масса, заключенная внутри кольца, в 5,9 раза превышает массу звездной материи, так как содержит еще темную материю. «Если мы вычтем массу звезды из общей массы, мы получим массу темной материи внутри кольца, — пояснил руководитель исследовательской команды Хай-Бо Ю, профессор физики и астрономии UCR. — Но значение массы темной материи оказалось выше, чем ожидалось. Это вызывает недоумение. В нашей статье мы предлагаем объяснение».
Гало темной материи — это ореол невидимой материи, который пронизывает и окружает такую галактику, как JWST-ER1g. Хотя темную материю еще никто не обнаруживал в лабораториях, физики уверены, что темная материя, составляющая 85% вещества Вселенной, существует, причем, как предполагает гипотеза, — в виде холодной темной материи и самовзаимодействующей темной материи.
«Когда обычная материя — первозданный газ и звезды — коллапсирует и конденсируется в гало темной материи JWST-ER1g, это может сжимать гало, что приводит к высокой плотности, — пояснил член команды Демао Конг. — Наши численные расчеты показывают, что этот механизм может объяснить высокую плотность темной материи JWST-ER1g — больше массы темной материи в том же объеме, что приводит к более высокой плотности».
«Этот объект с сильным линзированием уникален, — поделился Даненг Янг, еще один из исследователей, — поскольку он имеет идеальное кольцо Эйнштейна, из которого мы можем получить ценную информацию об общей массе внутри кольца, что является важным шагом для проверки свойств темной материи».
Результаты своих расчетов и сделанных из них выводов авторы исследования представили в статье «Интерпретации холодной темной материи и самовзаимодействующей темной материи объекта сильной гравитационной линзы JWST-ER1», опубликованной в The Astrophysical Journal Letters.
