Группа астрофизиков из США, Великобритании, Швейцарии и Канады сумела устранить основной недостаток современных моделей, которые стабильно переоценивали объемы звездного вещества и темной материи в центральных областях карликовых галактик.

Ученые опирались на привычную теорию холодной темной материи, которая лежит в основе модели ΛCDM, часто называемой стандартной космологической моделью. «Наш подход, однако, выделяется тем, что мы детально прописываем временные и пространственные параметры образования звезд в галактиках, — поясняет участник исследования Фабио Говернато (Fabio Governato) из Вашингтонского университета (США). — Авторы предыдущих работ не уделяли этому должного внимания».

Основой успеха модели стал учет влияния звездного ветра. Как известно, в конце своего существования массивные звезды взрываются, после чего огромные массы газа могут покидать центральные области формирующихся галактик, что затрудняет образование новых звезд. С потерей массы гравитационное воздействие на темную материю ослабевает, и она постепенно уходит из центра; г-н Говернато сравнивает этот процесс с тем, как если бы Земля удалялась в космическое пространство в случае исчезновения Солнца.

Для проверки выкладок были смоделированы два полных цикла формирования карликовых галактик; полученные виртуальные объекты, как сообщается, идеально повторили параметры реальных галактик, а их центральные области имели требуемую невысокую плотность. Теперь модель должна пройти проверку на галактиках бóльших масс и размеров.

Отличить виртуальную галактику от реальной чрезвычайно сложно; здесь, к примеру, продуктом моделирования является галактика, расположенная слева (иллюстрация из журнала Nature).

Моделирование формирования галактики. Плотность газа обозначается различными оттенками синего (чем ярче цвет, тем выше плотность). В нижнем правом углу отмечается время (в миллиардах лет); отсчет начинается вскоре после Большого взрыва и продолжается до наших дней.

Отчет о представленной работе опубликован в журнале Nature; его препринт можно загрузить с сайта arXiv.

Подготовлено по материалам Вашингтонского университета и Компьюлента.ру.