Большинство галактик, существовавших 10 млрд. лет назад, вмещали примерно столько же темной материи, сколько галактики сегодня. Эти выводы противоречат более ранним исследованиям, в которых полагали, что вокруг галактик в ранней Вселенной скрывалось меньше темной материи.
Темная материя занимает около 85% от общей массы известной Вселенной. Однако загадочное вещество не контактирует со светом, поэтому ученые все еще не способны узнать ее природу. Приходится полагаться на гравитационное притяжение темной материи к обычной (барионной), представляющей звезды, туманности и планеты, а также все деревья, камни и людей.
У темной материи наблюдается тенденция концентрироваться в гало вокруг галактик. Астрономы зафиксировали это, измерив скорость галактического вращения. Согласно закону тяготения Ньютона, звезды на окраинах галактики должны двигаться гораздо медленнее, чем звезды в центре. Но в 1960-х гг. исследователи заметили быстрые звезды на краю Млечного Пути, намекающие на то, что за галактическими орбитами звезд скрывается дополнительная материя.
С тех пор ученые измерили тысячи скоростей вращения по всей Вселенной, подтверждая наличие этих ореолов темной материи. В новом исследовании использовали данные двух анализов 1500 галактик звездного рождения, чтобы рассчитать скорости вращения галактик, возвращаясь на 10 млрд. лет назад. Сложно определить скорость галактического вращения в прошлом, потому что они удалены и слабы. Так что удалось вывести среднее значение, сгруппировав галактики по расстоянию и объединив их свет.
При учете массы и плотности галактик, ученые обнаружили почти эквивалентное количество темной материи для галактик, существовавших в космическом прошлом и для представителей местной Вселенной. Однако новые данные противоречат исследованиям, утверждавшим, что в ранней Вселенной наблюдалось меньше темной материи, чем в более молодых галактиках. Но в предыдущих исследованиях использовали другую модель определения количества материи.
Выходит, что результаты сильно зависят от использованной модели. В итоге, решили применить модель, которая лучше всего подходит для галактик с малой массой. Ученые считают, что именно этот тип галактик в прошлом был преобладающим. Компьютерное моделирование показало, что массивные галактики – редкое явление для ранней Вселенной.
Новые результаты соответствуют модели «лямбды холодной темной материи», описывающей нашу Вселенную. Она объясняет устройство пространства и почему все расширяется с увеличивающейся скоростью.
