Асимметрия спутников Андромеды оказалась слишком редка!⁠⁠

Астрономы сделали удивительное открытие: спутниковые галактики Андромеды формируют крайне асимметричную структуру, которая наблюдается лишь в 0,3% смоделированных систем. Это делает Андромеду уникальным объектом и ставит под сомнение современные модели космологии.

Распределение карликовых галактик вокруг массивных звездных систем играет важную роль в изучении темной материи и процессов формирования крупных структур во Вселенной. Согласно стандартной космологической модели ΛCDM, спутники должны хаотично распределяться вокруг центральной галактики в результате множества слияний. Однако наблюдения за Андромедой, ближайшей к Млечному Пути крупной галактикой, демонстрируют совершенно обратную картину.

Чтобы продемонстрировать это, группа исследователей из Потсдамского астрофизического института проанализировала данные 37 спутниковых галактик Андромеды, результаты чего были опубликованы в журнале Nature Astronomy.

Ученые измерили угловое распределение спутников, используя данные орбитального телескопа «Хаббл» и однородные оценки расстояний. Для количественного определения асимметрии был применен метод конусов: виртуальные области с различными углами раскрытия проверялись на предмет максимальной концентрации спутников.

Наиболее значимая асимметрия соответствовала конусу с углом 107 градусов, направленным на Млечный Путь. Этот сектор охватывал все, кроме одной галактики окружения Андромеды. Для сравнения астрономы использовали две крупные космологические симуляции — IllustrisTNG и EAGLE, которые учитывают как гравитационное взаимодействие, так и влияние барионной материи.

Среди 2375 смоделированных систем, схожих с Андромедой, лишь 0,3% демонстрировали сопоставимую асимметрию. Даже при учете возможной неполноты наблюдений этот показатель не превышал 0,5%. Ни одна из смоделированных систем не повторяла наблюдаемую степень смещения спутников в сторону «соседа».

Однако на этом обнаруженные особенности окружения Андромеды не заканчиваются. Половина ее карликовых галактик не только смещена в сторону Млечного Пути, но и вращается в единой плоскости толщиной менее 13 килопарсек. Такие уплощенные структуры встречаются менее чем в 1% космологических симуляций, основанных на модели ΛCDM.

Существование сразу двух особенностей — уплощенности и асимметрии — у одной галактики ставит под сомнение современные представления об эволюции спутниковых систем. Приливные силы между нашей Галактикой и Андромедой слишком слабы, чтобы объяснить наблюдаемую структуру. Альтернативная гипотеза о недавнем поглощении групп карликовых галактик также маловероятна, так как подобные скопления быстро разрушаются.

Таким образом, структура спутниковой системы Андромеды остается необъясненной. Это либо указывает на пробелы в понимании роли темной материи, либо требует пересмотра сценариев формирования галактик.

Современные симуляции не могут учесть часть физических процессов, которые могли повлиять на формирование спутниковых систем. Проверка этих предположений станет возможной с запуском новых телескопов, таких как «Евклид», которые смогут обнаружить аналогичные структуры у далеких галактик.