Существуют ли «совершенно темные» гало темной материи?

Автор: Unsplash/CC0 Public Domain

Считается, что каждая галактика формируется в центре гало темной материи — области гравитационно связанной материи, которая простирается далеко за видимые границы галактики. Звезды образуются, когда гравитация внутри гало темной материи втягивает газ, но астрофизики пока не знают, существуют ли гало темной материи без звезд.

Теперь Итан Надлер, вычислительный астрофизик из Калифорнийского университета в Сан-Диего, вычислил массу, ниже которой гало не образуют звезды. Эта работа была выполнена с использованием аналитических предсказаний теории формирования галактик и космологического моделирования.

Исследование под названием «Влияние охлаждения молекулярного водорода на порог формирования галактик» было опубликовано в The Astrophysical Journal Letters и проводилось под руководством Итана Надлера.

«Исторически наше понимание темной материи было связано с ее поведением в галактиках. Обнаружение полностью темных гало открыло бы новое окно для изучения Вселенной», — заявил Надлер.

Ранее считалось, что этот порог для звездообразования составляет от 100 миллионов до 1 миллиарда солнечных масс из-за охлаждения атомарного водорода. Исследования Надлера показывают, что звездообразование может происходить в гало до 10 миллионов солнечных масс посредством охлаждения молекулярного водорода.

С запуском обсерватории Рубина в конце этого года и с JWST, уже проводящим беспрецедентные наблюдения за нашей Вселенной, вскоре появятся новые данные, которые позволят проверить эти предсказания и выяснить, существуют ли полностью темные гало. Это может иметь далеко идущие последствия для космологии и природы темной материи.

Больше информации: The Impact of Molecular Hydrogen Cooling on the Galaxy Formation Threshold, The Astrophysical Journal Letters (2025). DOI: 10.3847/2041-8213/adbc6e

Источник: University of California - San Diego