В современной стандартной космологической модели считается, что массивные галактики содержат значительное количество тёмной материи. Единственным свидетельством её существования является сильное гравитационное притяжение, которое она оказывает на звёзды и газ поблизости.

Однако, группе учёных из Института Астрофизики Канарских островов (IAC) и Университета Ла-Лагуна (ULL) удалось обнаружить галактику NGC 1277, которая не содержит тёмную материю. Она принадлежит к реликтовым галактикам. Галактики этого типа очень редкие, их считают остатками гигантских протогалактик, сформировавшихся на раннем этапе существования Вселенной.

«Важность реликтовых галактик в том, что они помогают нам понять, как образовались первые галактики. Поэтому мы решили изучить NGC 1277. Из спектров мы составили карты, которые позволили понять распределение массы внутри фрагмента галактики, радиусом около 20 000 световых лет», — объясняет руководитель исследования, доктор Себастьян Комерон.

Команда обнаружила, что массу NGC 1277 составляли одни лишь звёзды. Из этого учёные сделали вывод, что в пределах наблюдаемого радиуса не может быть более 5% тёмной материи. Вычисления и наблюдения подтверждают отсутствие этого компонента.

Однако существующие космологические модели предполагают, что масса NGC 1277 должна на 10-70% состоять из тёмной материи. 

«Это несоответствие между наблюдениями и тем, что мы знаем о галактиках, для нас загадка и, возможно, даже вызов для стандартной модели», — отмечает Игнасио Трухильо, исследователь IAC и ULL, участвовавший в исследовании.

Учёные предполагают два возможных объяснения. Одно из них заключается в том, что NGC 1277 лишилась тёмной материи в результате гравитационного взаимодействия с соседними скоплениями галактик. Другое предположение состоит в том, что тёмная материя была вытеснена из системы галактик в то время, когда NGC 1277 образовывалась путём слияния протогалактических фрагментов.

Для авторов исследования ни одно из этих объяснений не является исчерпывающем. Чтобы продолжить исследование феномена, команда планирует провести новые наблюдения с помощью инструмента WEAVE на телескопе Уильяма Гершеля (WHT) в обсерватории Роке-де-лос-Мучачос.

Если подтвердится, что в NGC 1277 отсутствует тёмная материя, то это поставит под сомнение альтернативные модели тёмной материи. В частности, модели, вносящие поправки в закон гравитации, чтобы эти изменения могли объяснить гравитационные взаимодействия внутри галактик. 

«Хотя тёмная материя в отдельной галактике может отсутствовать, это закон гравитации должен быть универсальным и не допускать исключений. Так что галактика без тёмной материи будет опровержением основной модели существования галактик с преобладанием тёмной материи», — отмечает Трухильо.