Nový objav prehĺbil záhadu galaxií bez nich temná hmota.

V galaxii s názvom AGC 114905, vzdialenej 250 miliónov svetelných rokov, astronómovia nedokázali nájsť žiadnu stopu po záhadných objektoch ani po 40 hodinách podrobného pozorovania a následnej analýzy.

Výsledok bude zverejnený v Mesačné oznámenia Kráľovskej astronomickej spoločnosti Dostupné na predtlačovom serveri arXiv, posilňuje argument pre galaxie, ktoré záhadne postrádajú temnú hmotu, aj keď je životne dôležitá pre naše modely galaktického vývoja.

„Samozrejme, toto sme si mysleli a v čo sme dúfali, pretože to potvrdzuje naše predchádzajúce merania,“ Astronóm Pavel Mancera Peña povedal: z Univerzity v Groningene a Astrone v Holandsku.

„Problémom však teraz je, že teória predpovedá, že v AGC 114905 by mala byť temná hmota, ale naše pozorovania hovoria, že temná hmota neexistuje. V skutočnosti sa rozdiel medzi teóriou a pozorovaním zväčšuje.“

Temná hmota je jednou z najväčších záhad vesmíru. Nevieme, čo to je, pretože to nemôžeme zistiť priamo, ale vieme, že existuje nejaká hmota, ktorá spôsobuje vo vesmíre celý rad účinkov, ktoré sa nedajú vysvetliť samotnou prírodnou hmotou.

Hviezdy napríklad obiehajú okolo svojich galaxií vyššou rýchlosťou, než sa dá vysvetliť gravitačným poľom bežnej hmoty. Iný je spôsob, akým sa dráha svetla ohýba, keď sa pohybuje cez obrovské gravitačné polia medzigalaktického priestoru.

Astronómovia veria, že temná hmota pomáha formovať galaxie. Vesmírom sa tiahne sieť neviditeľnej temnej hmoty a gravitácia, ktorú vytvára, pomáha bežnej hmote zhromažďovať sa do galaxií. A podľa našich modelov temná hmota tiež pomáha týmto galaxiám zostať spolu – akýsi faktor kozmického prepojenia.

Astronómovia však v posledných rokoch našli náznaky galaxií bez temnej hmoty, čo je v rozpore s naším presvedčením o existencii vesmíru. Takže, keď Mancera Peña a kolegovia našli šesť galaxií zjavne bez temnej hmoty, ako je opísané v a papier z roku 2019Rozhodli sa pozrieť bližšie.

AGC 114905 je to, čo nazývame vysoko difúzna trpasličia galaxia. Má veľkosť Mliečnej dráhy, no je oveľa menej svietivá a obsahuje oveľa menej hviezd – asi tisíckrát menej. Keďže majú veľmi málo prirodzenej hmoty, predpokladá sa, že tieto galaxie musí držať pohromade temná hmota.

Výskumníci sa teda bližšie pozreli na AGC 114905 pomocou NRAO Very Large Array v Novom Mexiku a získali celkovo 40 hodín pozorovacích údajov s oveľa vyšším priestorovým rozlíšením. Ďalej starostlivo nakreslili krivku galaktickej rotácie – orbitálnu rýchlosť objektov na AGC 114905, vynesenú oproti ich vzdialenosti od galaktického centra.

Toto je jeden z najbežnejších spôsobov výpočtu množstva tmavej hmoty v galaxii: objekty na veľmi rýchlej obežnej dráhe možno vysvetliť pridaním tmavej hmoty a množstvo tmavej hmoty ovplyvňuje dodatočnú orbitálnu rýchlosť.

Ale spinová krivka AGC 114905 nevyžaduje prítomnosť tmavej hmoty. Dá sa to jednoducho vysvetliť množstvom obyčajnej hmoty. To znamená, že množstvo tmavej hmoty v galaxii sa zdá byť zanedbateľné.

To predstavuje zložitý problém, pretože žiadne z vysvetlení nedostatku tmavej hmoty sa nezdá byť vhodné. Jedným z vysvetlení je napríklad to, či blízka masívna galaxia zbavila AGC 114905 svojej temnej hmoty, ako sa zdá v prípade inej difúznej galaxie, o ktorej sa zistilo, že neobsahuje žiadnu temnú hmotu, DF4.

„Ale nie je nič,“ Mancera Peña povedal:. „A v rámci najslávnejšej galaktickej formácie, takzvaného modelu studenej tmavej hmoty, budeme musieť zaviesť extrémne premenné hodnoty mimo obvyklého rozsahu. Tiež s modifikovanou newtonovskou dynamikou, alternatívnou teóriou studenej tmavej hmoty.“ nemôžeme reprodukovať pohyby plynu v galaxii.“

V prípade iných galaxií obsahujúcich abnormálne množstvo tmavej hmoty sme jednoducho mohli zle vypočítať vzdialenosti. Výskumníci uviedli, že vzdialenosť k AGC 114905 je dobre obmedzená.

Výskumníci pripúšťajú, že je možné, že odhadovaný pozorovací uhol je mimo; Mohlo by to vysvetliť zjavný nedostatok tmavej hmoty. Ale povedali, ale malo by to byť zastavené veľmi veľkým rozdielom.

Okrem toho všetkých šesť galaxií z ich počiatočných štúdií vykazovalo podobné správanie s rôznymi sklonmi. To, povedali, naznačuje, že správanie nie je výsledkom systematickej chyby. V súčasnosti vykonávajú podrobné sledovanie druhej, super sa rozširujúcej galaxie, aby sa pokúsili dosiahnuť jej dno.

Ak sa potvrdia, ich zistenia by mohli mať veľmi zaujímavé dôsledky pre naše chápanie galaktickej evolúcie.

„Skonsolidovali sme a ilustrovali predchádzajúce zistenia o úžasnej povahe a dynamike ultradifúznych galaxií bohatých na plyn. Ich pôvod a presné vývojové cesty však zostávajú do značnej miery záhadou,“ dodal. Vedci napísali vo svojom článku.

Súčasná práca tiež ukázala, že ultradifúzne galaxie bohaté na plyn sú sľubnou skupinou pre štúdium temnej hmoty, pretože môžu poskytnúť výpovedné vodítka k pochopeniu jej povahy.

Vyhľadávanie je naplánované na zobrazenie v Mesačné oznámenia Kráľovskej astronomickej spoločnosti a dostupné v arXiv.