Приблизно за 65 мільйонів світлових років від Землі розташовані три галактики, які виглядають незвично. Це не яскраві спіралі, а бліді об'єкти, ледь підсвічені невеликою кількістю зір. Астрофизик Майкл Кайм з Єльського університету каже, що вони мають «примарний вигляд». Але найдивніше в них не це.

Усі три галактики, DF2, DF4 і DF9, містять мало темної матерії. Стаття, опублікована в червні 2026 року в рецензованому журналі The Astrophysical Journal, пропонує пояснення їхнього походження. Воно також додає аргумент у давню суперечку про те, що таке темна матерія і чи існує вона взагалі.

Галактики, в яких бракує головного

Темна матерія становить 27% Всесвіту і близько 85% усієї матерії. Ми не бачимо її, але відчуваємо її гравітацію. Вона притягує звичайну речовину, дає змогу формуватися зорям і не дає зорям на краях швидко обертових галактик розлетітися. «Майже всі галактики домінує темна матерія», — зазначає Шям Баладжі, теоретичний фізик з King's College London.

DF2 виявили 2018 року. За розміром вона приблизно як Чумацький Шлях, але зір у ній у 200 разів менше, тому вона значно тьмяніша. Щоб оцінити її масу, астрономи відстежили рух зір за допомогою обсерваторії Кека на Гаваях. Навіть з поправкою на бідність на зорі галактика виявилась легкою. Темної матерії в ній щонайбільше у 400 разів менше, ніж очікували. DF2 стала першою відомою галактикою з дефіцитом темної матерії.

2019 року так само «безматеріальну» галактику знайшли в DF4. У 2026 році до них додалася DF9. Її маса становить близько 100 мільйонів Сонць, що відповідає лише звичайній речовині. З темною матерією вона була б у 100 разів масивнішою. Усі три галактики лежать уздовж однієї лінії як сусіди, і це не лишилося непоміченим.

Як могли утворитися галактики без темної матерії

Темна матерія, наскільки відомо, взаємодіє лише через гравітацію. Переконливих доказів її взаємодії з іншими фундаментальними силами, наприклад з електромагнітною, немає. Якщо дві звичайні галактики зіткнуться лоб у лоб, темна матерія майже не відчує тертя й полетить далі. Звичайна речовина взаємодіє через усі чотири фундаментальні сили, тому заплутається.

Астроном Аарон Романовський із Університету Сан-Хосе порівнює це з лицарським поєдинком. Лицарі й списи стикаються й падають купою на землю, а коні мчать далі на повній швидкості. У цій картині газ і пил злиплися, і з них утворилися три нові галактики, позбавлені темної матерії. Їм довелося з нуля створювати нове покоління зір.

Схожий поділ спостерігають у скупченні Куля (Bullet Cluster). Це два величезні скупчення галактик за 3,8 мільярда світлових років від нас, які зіткнулися давно. Їх нещодавно спостерігав космічний телескоп James Webb. Розподіл маси там має сенс лише тоді, коли темна матерія й звичайна речовина розійшлися під час зіткнення. У DF2, DF4 і DF9 такий поділ можна побачити навіть чіткіше.

Наскільки впевнені в результаті

Не всі погоджуються щодо механізму. Кінва Ву, теоретичний астрофізик з University College London, зауважує, що в трійці немає плинних, тонких структур, яких чекають після галактичного зіткнення. Він припускає, що галактики проходили крізь велику групу масивних галактик, і саме вона відібрала в них темну матерію.

Стейсі Мак-Гоу з Case Western Reserve University, давній прихильник теорій модифікованої гравітації, скептичніший. На його думку, давнє зіткнення є правдоподібним, але винятковим сценарієм. Якщо це справді так, то решта логічно випливає. Проте він не певен, що це єдиний можливий шлях, а без точного знання походження не вважає за можливе робити висновки про природу темної матерії.

Що це означає для MOND

Більшість експертів не бачить, як ці галактики могли б існувати без темної матерії як фізичної речовини, навіть якщо їхнє походження ще обговорюють. «Важко пояснити, як щось таке могло б розвиватися саме по собі без чогось на кшталт темної матерії», — каже Чамкаур Ґаґ з University College London.

Це показує, що темна матерія — не просто зміна гравітації.Michael Keim, астрофізик, Єльський університет

MOND, або модифікована ньютонівська динаміка, запропонована 1983 року Мордехаєм Мілгромом, стверджує, що є лише видима речовина, але її гравітація діє не так, як ми думали. На дуже слабких гравітаційних полях сила нібито спадає менше, ніж вважають науковці. Тоді галактики можна утримати без додаткового джерела гравітації.

Проте якщо відокремити звичайну речовину від темної, галактики без темної матерії мали б насилу формувати зорі. Саме це бачимо в DF2, DF4 і DF9. За словами Баладжі, легше прибрати матерію під час зіткнення, ніж «вимкнути закон природи». Ґаґ нагадує, що MOND уже зазнала удару 2015 року, коли LIGO вперше зафіксувала гравітаційні хвилі. Вони рухаються зі швидкістю світла, що свідчить про однакову роботу гравітації в усьому космосі.

Що таке темна матерія, досі невідомо. Серед кандидатів називають невловимий тип нейтрино, слабко взаємодійні масивні частинки (WIMP) і первинні чорні діри завбільшки з атом. «Ми не знаємо, який кандидат правильний», — каже фізик Деніел Вайтсон з University of California, Irvine. Проте, за його словами, є багато незалежних ліній доказів того, що темна матерія є саме матерією.