67 областей HII расположены на разных удалениях от центра галактики вплоть до расстояния 78 000 световых лет. 67 спектров, измерений длин волн, определений скорости и 67 соответствующих им точек на графике – плод упорного труда на протяжении почти целого года. Это было первое столь детальное исследование, охватывающее такой большой диапазон расстояний от центра галактики. И результаты оказались весьма неожиданными – даже в самых внешних областях галактики Андромеды, откуда практически не приходит никакого света, не наблюдалось ожидаемого снижения скорости вращения. Кривая вращения оставалась плоской [10].
В декабре 1968 года Рубин и Форд представили предварительные результаты на конференции Американского астрономического общества в Остине (штат Техас). Спустя немногим более года, в феврале 1970-го, их статья «Вращение туманности Андромеды по данным спектроскопии эмиссионных областей» была опубликована в The Astrophysical Journal2. На основе полученных данных они заключили, что масса галактики Андромеды составляет 185 миллиардов солнечных масс и что около половины этой массы сосредоточено в пределах 30 000 световых лет от центра галактики.
Поставленная цель – определение массы и ее распределения в галактике – была достигнута. Но, разумеется, полученные результаты позволяли судить только о том, что расположено до самого внешнего из исследованных объектов. Если скорость вращения оставалась более или менее постоянной вплоть до расстояния 78 000 световых лет от центра галактики Андромеды, то что же происходит на бо́льших расстояниях? Какая масса может скрываться за самой удаленной от центра исследованной областью HII?
Рубин и Форд решили не строить догадки. В их статье 1970 года темная материя не упоминается и нет никаких ссылок на более раннюю работу Каптейна, Оорта и Цвикки. Как они сами выразились, «экстраполяция за пределы [самой удаленной] из наблюдавшихся областей – это, очевидно, дело вкуса».
Ну а что насчет широко известного изображения с кривой вращения на фоне черно-белой фотографии галактики Андромеды, где график частично вылезает за пределы видимой границы галактики? Форд поднимается с кушетки и не спеша подходит к комоду, откуда уже больше часа на меня смотрит смонтированный вариант знаменитого изображения. «Ну да, – говорит он, несколько пристальнее разглядывая график, – это не то, что мы привели в нашей первой статье. Этот рисунок мы сделали позднее. Самые дальние точки графика соответствуют данным радионаблюдений Морта Робертса, выполненным в середине 70-х годов».
И лишь намного позднее Рубин с Фордом высказали предположение, что полученные ими результаты могут свидетельствовать о большом количестве «недостающей массы» или «несветящейся материи». В 1970-х годах они начали наблюдать более далекие спиральные галактики разных размеров и масс с помощью более новых приборов на более крупных инструментах – двух почти одинаковых четырехметровых телескопах, один из которых расположен на горе Китт-Пик в Аризоне, а другой – на горе Серро-Тололо в Чили.
В статье, написанной в соавторстве с Норьертом Тоннардом и опубликованной в ноябре 1978 года в Astrophysical Journal Letters, Рубин и Форд представили результаты, полученные для 10 галактик, и пришли к выводу, что «кривые вращения спиральных галактик высокой светимости плоские вплоть до r = 50 кпк (163 000 световых лет) от центра»3. Что это значит? К этому времени теоретики Острайкер, Пиблс и Яхил уже предположили, что дисковые галактики окружены протяженными массивными гало (см. главу 4). Быть может, новые результаты представляют собой наблюдательное подтверждение модели с гало?
Но авторы продолжали осторожничать. «Представленные здесь наблюдения являются… обязательным, но не достаточным условием существования массивных гало», – написали они. Другими словами, крупное, более или менее сферическое массивное гало действительно обеспечит плоскую кривую вращения, но такую кривую можно также получить, предположив наличие дополнительной материи в плоскости галактического диска. «Эти наблюдения не позволяют сделать выбор между сферической и дисковой моделями».
Самая знаменитая статья Рубин и Форда вышла спустя два с половиной года, в декабре 1980-го, тоже в The Astrophysical Journal и тоже в соавторстве с Тоннардом4. На этот раз они представили наблюдения как минимум для 21 галактики. У всех них – и даже у гигантской UGC2885, которая почти в два раза крупнее нашей собственной Галактики, – оказались плоские кривые вращения. В некоторых случаях орбитальная скорость даже слегка возрастает к видимому краю галактики.
10
Имеется в виду сравнение кривой вращения с проекцией рельефа местности – вместо ожидаемого снижения («склона») наблюдается ровное «плоскогорье». –