Скопление галактик Пуля считается одним из самых сильных свидетельств в пользу существования темной материи: именно этот объект обычно выступает примером того, что во Вселенной существует большая масса невидимого вещества, которое оказывает гравитационное воздействие на окружающие звезды и газ. Однако новая работа международной группы исследователей показывает, что этот аргумент может быть не столь однозначным.

Авторы статьи, опубликованной в журнале Physical Review D, проанализировали новые наблюдения Скопления Пуля, включая данные, собранные космическим телескопом Уэбба (JWST). По их мнению, объяснить наблюдаемую картину может не только модель темной материи, но и альтернативная теория гравитации MOND (модифицированная ньютоновская динамика). Более того, даже если темная материя действительно присутствует в системе, ее количество может оказаться примерно вдвое меньше общепринятых оценок.

Скопление Пуля образовалось в результате столкновения двух других галактических скоплений, которое произошло несколько миллиардов лет назад. Во время этого события галактики двух систем практически беспрепятственно прошли друг через друга, тогда как облака горячего межгалактического газа смешались и замедлили друг друга. В результате газ оказался пространственно отделен от галактик.

Именно здесь возникает знаменитая загадка. Измерения методом гравитационного линзирования показывают, что основная масса системы сосредоточена не там, где находится большая часть видимого вещества — горячего газа, — а в районах расположения галактик. Поскольку массы самих звезд для объяснения такого эффекта явно недостаточно, был сделан вывод о присутствии большого количества невидимой массы.

Однако сторонники MOND уже давно утверждают, что наблюдаемые астрономами неувязки заключаются не в дефиците видимой массы, а в неполном понимании законов гравитации на больших масштабах. До сих пор считалось, что именно Скопление Пуля является наиболее серьезным препятствием для этой гипотезы. Но используя уточненные оценки количества звезд в скоплении, ученые получили более высокие значения общей массы обычного вещества. Дополнительную роль играют остатки массивных звезд – нейтронные звезды и черные дыры. Эти объекты практически не излучают свет, но обладают значительной массой и способны заметно влиять на гравитационное поле скопления.

Авторы статьи показывают, что при учете такого количества компактных объектов наблюдаемое распределение гравитационного линзирования оказывается гораздо легче согласовать с предсказаниями MOND, чем считалось ранее. В этой картине часть «недостающей массы» обеспечивается не экзотической темной материей, а обычными астрофизическими объектами, которые просто трудно наблюдать напрямую.

При этом, конечно же, новая работа не отменяет возможность существования темной материи и не опровергает стандартную космологическую модель.

• Вперёд >