Чтобы получить звезду, требуется строго следовать рецепту и использовать нужные ингредиенты в нужных пропорциях. Одно из обязательных составляющих — темная материя, и новое исследование показало, сколько ее понадобится, чтобы началось активное звездообразование. По массе — 300 миллиардов солнц.

Напомним, что темной материей называется предположительно существующая субстанция, неспособная вступать с обычной материей ни в какое взаимодействие, кроме гравитационного, и оттого недоступная нашим средства наблюдения. Ее существование проявляется лишь по влиянию ее притяжения на обычную материю — и расчеты показывают, что темной материи во Вселенной в несколько раз больше, чем видимой.

Считается, что для формирования звезд и галактик она абсолютно необходима, поскольку лишь ее гравитация позволяет стянуть в ту или иную область пространство достаточно вещества. И хотя новая оценка необходимого для инициирования звездообразования количества темной материи — в 300 миллиардов солнечных масс — действительно кажется огромной, на самом деле она на порядок меньше, чем предполагалось до сих пор.

«Если вы начнете с недостаточного количества темной материи, формирующаяся галактика просто разлетится, — говорит один из авторов новой работы Асанта Курэй (Asantha Cooray), — Если же ее будет слишком много, все закончится образованием не одной крупной и яркой галактики, а множества мелких. Только если количество темной материи будет находиться в некоторых границах, вы получите большую, сверкающую мириадами звезд галактику». Полученный Курэем с коллегами результат может привести к коррекции существующих моделей формирования и эволюции галактик.

В своей работе авторы использовали данные, полученные орбитальным ИК-телескопом Herschel. Они фиксировали излучение от крупных галактик, в которых идет активное звездообразование, и которые расположены в 10−11 млн световых лет от Земли — считается, что они окружены своего рода «коконом», гало из темной материи (читайте: «Симметричные доказательства»). По современным представлениям, светимость и масса звезд в галактике прямо связаны с размерами и массой этого гало.

Ученые сконцентрировались на небольшом участке небесной сферы видимыми размерами примерно теми же, что у Луны, в направлении созвездия Большой Медведицы. Участок этот известен под названием «Северо-западной дыры Локмана

en.wikipedia.org/wiki/Lockman_Hole

», он считается отличным местом для изучении объектов за пределами Млечного Пути, поскольку здесь излучение от пыли, заполняющей нашу галактику, минимально препятствует наблюдениям.

Как и ожидалось, наиболее активное звездообразование было зафиксировано у так называемых субмиллиметровых галактик (название соответствует диапазону излучения, приходящего от них). Это довольно древние и яркие галактики, и ежегодно в них рождается до нескольких тысяч новых звезд. Для сравнения: в нашем Млечном Пути за тот же срок звезд появляется не более десятка. «Эти галактики сформировались в то время, когда Вселенной было 2−3 млрд. лет», — говорит Курэй.

Итак, ученые замерили светимость галактик в дыре Локмана и подсчитали минимальный вес гало темной материи, необходимой для того, чтобы поддерживать целостность таких галактик в условиях очень активного звездообразования. Именно так они пришли к цифре в 300 млрд. солнечных масс.

По публикации Space.Com