Выборка галактик Местного Объема (расстояние менее 10 Мпк) дает уникальную возможность изучать свойства галактик вплоть до наиболее слабых объектов: абсолютная звездная величина M_B≈-10 и вириальная масса M_vir≈10⁹M☼. Мы обнаружили, что стандартная ΛCDM модель чрезвычайно точно описывает функцию распределения круговых скоростей галактик для массивных объектов (V_circ>~70 км/с и M_vir>~5x10¹⁰M☼), но завышает в 5 раз количество карликовых галактик с круговыми скоростями V_circ~30-40 км/с. Столь большой избыток предсказанных крупных карликовых галактик с массами M_vir≈10¹⁰M☼ в поле создает сложную проблему: чтобы оказаться потерянными - эти галактики должны быть экстремально низкой поверхностной яркости, без звездообразования и нейтрального водорода. К настоящему моменту, не обнаружено ни одной подобной галактики.
    Обилие галактик как функция их круговых скоростей dN/dV является фундаментальной статистикой очень чувствительной для проверки теоретических предсказаний. Из-за сложности ее получения данные работы стали возможны только недавно. Местный Объем (D<10 Mпк) позволяет исследовать функцию круговых скоростей для галактик всех морфологических типов вплоть до самых маленьких. Мы обнаружили, что наблюдаемая функция скоростей показывает малый наклон α≈-1 для малых скоростей и относительно крутой наклон на больших скоростях.
    Функция скоростей Местного Объема согласуется с аналогичной функцией в существенно большей ALFAFA выборке основанной на HI наблюдениях, скорректированной за 10-20% долю галактик ранних типов не детектируемых в нейтральном водороде. Таким образом, сейчас мы способны построить функцию скоростей с ~10% точностью для галактик всех типов в диапазоне скоростей от 10 до 200 км/с.
    Сравнивая галактики Местного Объема с теоретическими предсказаниями, мы обнаружили, что для сравнительно массивных галактик с V>~70 км/с и массами M_vir>~5x10¹⁰M☼ стандартная ΛCDM модель находится в согласии с наблюдаемым обилием галактик. Однако слабый наклон и нормализация функции скоростей для карликовых галактик с V<40 км/с противоречат стандартной модели, которая предсказывает наклон α≈-3 для гало темной материи из космологического N-body моделирования. Более того, модели с теплым темным веществом также не способны объяснить наблюдаемые данные вне зависимости от массы частиц.
    Переизбыток галактик поля в нескольких аспектах отличается от аналогичной проблемы избытка спутников в Местной Группе. В отличии от Местной Группы, где проблема возникает с бедными газом карликовыми сфероидальными галактиками с V~10 км/с и на малых расстояниях (≤1 кпк), в поле проблема обнаруживается для богатых газом галактик со звездообразованием с круговыми скоростями порядка 30-40 км/с и на больших расстояниях (≥2 кпк) от массивных объектов.
Клыпин А.А., Караченцев И.Д., Макаров Д.И., Насонова О.Г.
Опубликовано:
Klypin et al., "Abundance of field galaxies", 2015, MNRAS, 454, 1798