Интересное исследование провели астрофизики Корнельского университета. Они использовали результаты наблюдений космической обсерватории Спитцер. Массив данных, полученных на этой обсерватории, позволил сопоставить распределение масс барионного вещества  в конкретных галактиках и скорости вращения на различных расстояниях от их центров.

  Распределение масс вдоль радиуса в каждой галактике – индивидуальное. Галактики - это и не твердотельные системы, и не кеплеровские, в которых имеется одно массивное тело (Солнце) и небольшие тела, вращающиеся в его поле тяготения (планеты). Галактики состоят из миллиардов – сотен миллиардов отдельных звезд и газопылевых комплексов, которые содержат несколько процентов массы данной галактики. В центральных областях некоторых галактик имеются уплотнения, балджи, у некоторых вещество распределено более равномерно.

  Известно, что в результате прежних наблюдений скорости вращения вещества на больших  расстояниях от центров  многих галактик оказались настолько больше теоретически предсказанных, что пришлось предположить в них существование   темной материи.

  Авторы данной работы не придерживались никаких теорий, гипотез, предположений. Они использовали только  высококачественные детальные наблюдения.

  Преимущество инфракрасного диапазона, в котором проводилась фотометрия, состоит в том, что, кроме звезд и туманностей, наблюдаемых в видимом свете, обнаруживаются более холодные объекты, что дает более полное представление о распределении барионного, излучающего, вещества от центра до периферии галактик.

   Скорости вращения на любых расстояниях от центра определялись по доплеровскому смещению линий в спектрах.Изменение скорости вращения с расстоянием было выражено в виде радиального ускорения.

  Исследователи обнаружили взаимосвязь между радиальным ускорением вращения и ускорением, определяемым распределением БАРИОННЫХ масс в галактиках.

   Оценки ускорений были выполнены в 2693 точках 153-х спиральных и неправильных галактик, отличающихся друг от друга  морфологией, массой, размером, долей газопылевого вещества, наличием балджей. Полученная взаимосвязь ускорений  была выражена формулой, которая оказалась справедливой для всех исследованных видов галактик. Она соблюдалась даже в тех галактиках, в которых предполагалось большое количество темного вещества.

где g_obs – ускорение, полученное из наблюдений, т.е. радиальное ускорение;

g_bar – ускорение под действием барионного вещества;

g_f– постоянная величина.

Полученная связь g_obs и g_bar представлена на рисунке в логарифмических шкалах.

Физический смысл этой зависимости пока не ясен. Если все-таки предположить, что существует влияние темной материи, то на ее свойства придется наложить ограничения. Авторы считают, что она должна быть либо жидкой, либо какой-то поляризованной субстанцией.(Гипотеза Д.С. Хайдуковича  о поляризации гравитонов справедлива?).

   Полученную взаимосвязь можно постараться объяснить и другим способом: при помощи МОНД – модифицированной ньютоновской динамики, утверждающей, что на очень больших расстояниях от центра масс притяжение оказывается сильнее,чем должно быть по теории тяготения. В этом случае не придется привлекать темное вещество для объяснения неожиданно больших скоростей вращения периферийных областей галактик. Но гипотеза МОНД признана только небольшим количеством ученых.

   Соотношение между радиальным ускорением вращения вещества  и ускорением, определяемым распределением БАРИОННЫХ масс в галактиках, твердо установлено по наблюдениям, но физического объяснения оно пока не получило.