Первый свет Чрезвычайно большого телескопа (ELT) ожидается в марте 2029 года. Одной из ключевых задач этого инструмента станет изучение фундаментальных аспектов Вселенной, включая природу темной материи и проверку стандартной космологической модели Lambda-CDM (ΛCDM).
В журнале New Astronomy опубликовано исследование под руководством Марко Мирабиле из астрономической обсерватории Абруццо (INAF-OAAb) и Института науки Гран-Сассо (GSSI). Авторы обосновывают необходимость создания специального прибора — многообъектного спектрографа NEXUS, который будет работать в связке с системой SHARP (Spectrograph for High Angular Resolution Physics).
Загадка «пухлых» галактик
Основным объектом изучения станут ультрадиффузные галактики (UDG). Эти системы обладают размерами, сопоставимыми с Млечным Путем, но содержат в тысячи раз меньше звезд. Из-за низкой плотности и большой протяженности они плохо вписываются в текущие модели формирования галактик в рамках ΛCDM.
Размер галактики определяется ее гало темной материи. Однако в случае с UDG наблюдается несоответствие: ожидаемый размер гало не должен приводить к созданию настолько диффузных систем. Чтобы понять причину этого разрыва, астрономы планируют изучать шаровые звездные скопления (GC), которые окружают такие галактики.
Возможности NEXUS@SHARP
Шаровые скопления светят ярче, чем сами ультрадиффузные галактики, и простираются дальше их границ, что делает их отличными маркерами для измерения массы гало темной материи. Современные спектрографы недостаточно мощны, чтобы детально изучить такие скопления за пределами локального соседства.
Предлагаемый инструмент NEXUS@SHARP, установленный на 39,3-метровом зеркале ELT, позволит: • проводить наблюдения в ближнем инфракрасном диапазоне; • собирать данные с множества звездных скоплений одновременно (мультиплексирование); • исследовать объекты на расстоянии до 60–70 Мпк (около 230 млн световых лет) всего за несколько часов работы.
Два сценария формирования
Данные спектрографа помогут определить, какой из двух сценариев формирования UDG является верным. В первом случае такие галактики — это «неудавшиеся» массивные системы, которые перестали формировать звезды на раннем этапе. Они должны быть старыми, красными и иметь очень богатые популяции шаровых скоплений.
Второй сценарий предполагает, что UDG — это «раздутые» карликовые галактики с низкой массой. Такие объекты должны быть более голубыми и иметь историю звездообразования, характерную для обычных карликов.
Сравнив динамическую массу (по скорости движения скоплений) и массу, рассчитанную по их общему количеству, ученые смогут подтвердить или опровергнуть модель ΛCDM и лучше понять природу темной материи.
