Ученые разрешили загадку темной материи в галактиках-спутниках Млечного Пути
Международная группа астрофизиков опубликовала в архиве препринтов arXiv исследование, которое, по их словам, разрешает давнюю проблему cusp-core в космологии. Ученые сравнили внутренние профили плотности темной материи в 16 карликовых галактиках-спутниках Млечного Пути с результатами гидродинамических симуляций NIHAO и FIRE-2.
Главная инновация работы — в методологии. Ранее исследователи часто сравнивали наклоны профилей плотности на разных расстояниях от центра, что приводило к кажущимся расхождениям. В новой работе авторы строго сопоставляли данные на одинаковых радиусах, доступных для наблюдений, и при одинаковых звездных массах галактик.
Результат: для большинства систем расхождение между моделями и наблюдениями не превышает 1?. Это значительно лучше, чем предсказание простого профиля Наварро-Френка-Уайта (NFW). Выявилась четкая зависимость: чем массивнее галактика, тем более пологим становится профиль темной материи — от куспидного (?1,5) у галактик с массой звезд ~10? солнечных до почти плоского (0…?0,4) при массе ~10? солнечных.
Авторы отмечают, что эффективное образование ядер (core) начинается у центральных галактик с массой звезд более 10? солнечных, а галактики-спутники демонстрируют больший разброс, что связывают с приливным разрушением. Это согласуется с современными представлениями о формировании структур в холодной темной материи.
Единственным объектом, который по-прежнему не вписывается в общую картину, остается карликовая галактика Willman 1. Ее профиль остается аномально крутым, и ученые планируют уделить ей отдельное внимание в будущих исследованиях.
Работа демонстрирует, что при корректном сравнении наблюдения и симуляции хорошо согласуются, снимая одно из главных возражений против стандартной космологической модели ?CDM.
