Астрофизики из Базельского университета под руководством Эвы Гребель (Eva Grebel) разглядели на снимках телескопа Hubble нечто, что заставило их пересмотреть привычные представления о ближайших окрестностях нашей Галактики. Речь идёт о галактиках-спутниках — небольших звёздных скоплениях, которые кружат вокруг массивных спиральных систем вроде Млечного Пути или туманности Андромеды. Недавно астрономы нашли два новых спутника Андромеды — настолько тусклых, что на обычных снимках их нет. Оказалось, что эти крошечные компаньоны не разбросаны как попало, а выстроены вдоль единой плоскости, словно лежат на невидимой «подкладке» из тёмной материи.

Загадка плоского слоя

Давно замечено, что спутники Млечного Пути группируются вдоль пары незримых плоскостей. Но до недавнего времени никто не проверял, работает ли такое же правило для туманности Андромеды — ближайшей к нам крупной спиральной галактики, во многом похожей на нашу. Гребель и её коллеги взялись за эту задачу и проанализировали расположение спутников Андромеды на детальных снимках Hubble.

Результат удивил даже скептиков. Все исследованные галактики-спутники действительно улеглись в плоский слой толщиной около 52 тысяч световых лет — а это заметно меньше диаметра самой туманности Андромеды. «Едва ли возможно, чтобы такая плоскость появилась случайно», — подчеркнула Гребель. Случайное распределение дало бы хаотичную картину, а тут — чёткая структура, которая требует объяснения.

Тёмная материя как невидимый каркас

Согласно общепринятым космологическим моделям, галактики во Вселенной не разбросаны равномерно. Они собираются в скопления и сверхскопления, образуя трёхмерные «ячейки». Большая часть видимого вещества сосредоточена вблизи изогнутых «стенок» этих ячеек, чьи размеры достигают сотен миллионов световых лет. В местах пересечения таких стенок — на «рёбрах» и «вершинах» — плотность галактик возрастает. Однако в окрестностях Млечного Пути подобных линий пересечения до сих пор не обнаружили.

Гребель считает, что здесь работает тот же принцип, но в меньших масштабах. Галактики-спутники не просто парят в пустоте — они «стягиваются» вдоль волокон тёмной материи к массивной центральной галактике, будь то Млечный Путь или туманность Андромеды. Тёмная материя, невидимая и не излучающая свет, выступает в роли гравитационного каркаса, который направляет движение этих карликовых систем. Похожий невидимый каркас массой в 10 миллиардов солнц стягивает газ и зажигает звёзды в далёких галактиках. Масса такой «подкладки», по оценкам учёных, во много раз превосходит собственную массу спутников.

Астрономы признают: напрямую увидеть это медленное стягивание пока невозможно — для этого потребовались бы неограниченные запасы времени наблюдений. О процессе судят по косвенным признакам, и плоская конфигурация спутников — один из самых весомых аргументов в пользу существования тёмной материи.

Альтернатива без тёмной материи

Однако не все готовы принять гипотезу о невидимом веществе. Существует и другое объяснение, которое не требует привлечения загадочной тёмной материи. Согласно этой версии, микрогалактики, лежащие в общей плоскости, могут быть остатками более крупного плоского объекта — например, древней карликовой галактики, которую разорвали приливные силы при сближении с массивным соседом. В пользу такого сценария говорит обнаруженный недавно хвост разорванной галактики, протянувшийся на 150 тысяч световых лет. Такой сценарий тоже способен породить упорядоченную структуру спутников, и он не противоречит известным законам физики.

Пока у учёных нет решающего аргумента в пользу одной из гипотез. Плоскость спутников Андромеды, обнаруженная командой Гребель, добавляет веса обеим сторонам: для сторонников тёмной материи это ещё одно свидетельство её направляющей роли, для скептиков — намёк на то, что крупномасштабные разрушения галактик могут быть обычным делом.

Что дальше?

Работа базельских астрофизиков, опубликованная в 2006 году, стала важной вехой в изучении ближнего космоса. С тех пор телескопы нового поколения позволили заглянуть глубже в гало Млечного Пути и Андромеды, и загадка плоского распределения спутников лишь усложнилась. Возможно, разгадка кроется в сочетании обеих идей: тёмная материя формирует каркас, а приливные разрушения довершают картину. Но пока это лишь догадки, и невидимая «подкладка» продолжает хранить свои секреты.