Галактики-спутники сошли с ума: асимметричные спутники Андромеды бросают вызов космологии
Автор: Leibniz Institute for Astrophysics Potsdam
Галактика Андромеды окружена созвездием карликовых галактик, которые расположены в крайне неравномерной манере. Анализ космологических симуляций, опубликованных в Nature Astronomy, показывает, что такая степень асимметрии встречается только в 0,3% подобных систем, что рисует Андромеду ярким исключением в текущей космологической парадигме.
Пространственное распределение галактик дает важные сведения о космологии и физике темной материи. Согласно стандартной космологической модели, небольшие галактики со временем сливаются в хаотическом процессе, образуя более крупные, оставляя после себя рои слабых карликовых галактик, которые вращаются вокруг массивных родительских галактик в почти случайном порядке.
Однако новое исследование, проведенное в Потсдамском институте астрофизики имени Лейбница (AIP), показывает, что галактики-спутники соседней галактики Андромеды (M31) обладают удивительными и до сих пор необъяснимыми свойствами.
Вместо того, чтобы быть хаотично разбросанными вокруг своей галактики-хозяина, как предсказывает стандартная модель космологии, более 80% этих карликовых галактик сосредоточены на одной стороне галактики Андромеды. Недавний набор данных однородных измерений расстояний для 37 спутников Андромеды подчеркивает это неожиданное расположение.
В частности, все, кроме одного, спутники Андромеды находятся в пределах 107 градусов от линии, указывающей на Млечный Путь, области, охватывающей лишь 64% окрестностей родительской галактики. До сих пор было неясно, бросает ли эта странная конфигурация серьезный вызов текущей космологической модели или попадает в диапазон космической дисперсии.
«Эта асимметрия сохранилась и даже стала более выраженной по мере обнаружения более слабых галактик и уточнения их расстояний», — объясняет г-н Косуке Джейми Канехиса, аспирант AIP и ведущий автор исследования. «Наши анализы показывают, что такая закономерность встречается крайне редко в современных космологических симуляциях».
Современные космологические моделирования, отслеживающие эволюцию галактик в течение космического времени, представляют собой ценный инструмент для прогнозирования и сравнения галактических систем в рамках стандартной космологической модели.
«Используя два известных моделирования, мы искали родительские галактики, похожие на Андромеду, и анализировали пространственное распределение их карликовых спутников, используя пользовательские метрики для количественной оценки асимметрии. Сравнение наблюдаемой конфигурации Андромеды с этими смоделированными аналогами показало, что распределение ее спутников чрезвычайно редкое», — говорит доктор Марсель С. Павловски из AIP.
«Нам нужно рассмотреть более трехсот смоделированных систем, чтобы найти хотя бы одну, которая столь же экстремальна в своей асимметрии, как и наблюдаемая». Это делает Андромеду экстремальным исключением, бросающим вызов космологическим ожиданиям.
Асимметрия Андромеды становится еще более озадачивающей, если объединить ее с другой необычной особенностью: половина ее спутников вращаются по тонкой плоской орбите, напоминающей планеты, вращающиеся вокруг Солнца. Сосуществование такой плоскости спутниковых галактик и неравномерного распределения спутников является весьма неожиданным в стандартной космологической модели.
Это поднимает вопросы о том, является ли эволюционная история Андромеды уникальной аномалией или наше понимание формирования галактик в малых масштабах неполно.
Хотя эти результаты бросают вызов современным космологическим теориям, они в значительной степени зависят от точности базовых моделей, которые ограничены тем, насколько хорошо они моделируют физику звезд и эволюцию галактик.
На следующих этапах предстоит определить, является ли конфигурация Андромеды уникальным исключением или же существуют другие подобные анизотропные системы галактик.
Попытки изучить далекие системы и найти сопоставимые асимметрии уже ведутся, и исследования следующего поколения, такие как Euclid, ускорят этот поиск. Кроме того, дальнейший анализ истории слияний Андромеды поможет определить, могут ли такие экстремальные асимметрии естественным образом возникать во вселенной, где доминирует темная материя, и почему они отсутствуют в текущих симуляциях.
Больше информации: Kosuke Jamie Kanehisa et al, Andromeda's asymmetric satellite system as a challenge to cold dark matter cosmology, Nature Astronomy (2025). DOI: 10.1038/s41550-025-02480-3
Andromeda's lopsided galaxy system challenges standard cosmology, Nature Astronomy (2025). DOI: 10.1038/s41550-025-02481-2
0 комментариев