Rejtélyes, sötét anyag nélküli galaxist fedezett fel egy nemzetközi kutatás

A sötét anyagos és a sötét anyag nélküli galaxis összehasonlítása.

Egy az Instituto de Astrofísica de Canarias (Kanári-szigeteki Kutatóintézet) és a La Lagunai Egyetem által vezetett nemzetközi kutatás felfedezett egy masszív galaxist sötét anyag nélkül. Ez az első bizonyítéka egy sötét anyag nélküli masszív galaxisnak. Az eredmény kihívást jelent a jelenlegi kozmológiai standard modell számára. A tanulmányt az Astronomy and Astrophísics magazinban publikálták. - írja az Instituto de Astrofísica de Canarias (Kanári-szigeteki Kutatóintézet) honlapján.

Egy az Instituto de Astrofísica de Canarias (Kanári-szigeteki Kutatóintézet) és a La Lagunai Egyetem kutatója, Sebastién Comerón által vezetett tudóscsapat azt találta, hogy az NGC 1277 galaxis nem tartalmaz sötét anyagot. Ez az első eset, hogy egy masszív galaxis (tömege a Tejút tömegének sokszorosa) nem mutatja nyomát a sötét anyagnak. Ez az eredmény nem illik a jelenleg elfogadott kozmológiai modellekbe, amelyek tartalmaznak sötét anyagot

A jelenlegi standard modell kozmológiában a masszív galaxisok jelentős mennyiségű sötét anyagot tartalmaznak, a sötét anyagnak nincs olyan kölcsönhatása, mint a normál anyagnak, az egyetlen bizonyíték létezésére, az erős gravitációs vonzás, amit a közelben lévő csillagokra és gázra gyakorol, és ez a kölcsönhatás megfigyelhető.

Úgy vélik az NGC 1277 egy maradvány galaxis prototípus, egy olyan galaxis, ami nem lépett kölcsönhatásba a szomszédaival. Ilyen galaxisok nagyon ritkák, úgy vélik óriás galaxisok maradványai, melyek az univerzum korai napjaiban alakultak.

A maradvány galaxisok fontosak, mert segtenek megérteni hogy jöttek létre az első galaxisok, ezért döntöttek úgy a kutatók, hogy spektográffal megfigyelik az NGC 1277 galaxist. A szanképből kinematikus térképet készítettel, és ezzel ki tudták dolgozni a galaxiskb. 20.000 fényévnyi körzetén belül.

A sötét anyagos és a sötét anyag nélküli galaxis összehasonlítása. Forrás: https://www.iac.es/en/outreach/news/puzzle-galaxy-no-dark-matter

A csapat azt találta, hogy az NGC 1277 galaxisban a tömegeloszlás csak a csillagok eloszlása, és ebből arra következtettek, hogy a megfigyelt sugaron belül nem lehet 5%-nál több sötét anyag, bár a megfigyelések konzisztensek a sötét anyag teljes hiányával.

A jelenlegi kozmológiai modellek azonban azt jelzik előre, hogy egy NGC 1277 tömegű galaxisnak a tömege legalább 10%-ban, maximum 70%-ban sötét anyag kellene legyen.

Ez a diszkrepancia a megfigyelések és a között, amit a kutatók várnának, rejtély, és lehet, hogy kihívás a standard modell számára.

A cikk két lehetséges magyarázatot sugall a galaxisban lévő sötét anyag hiányára. Az egyik, hogy a gravitációs kölcsönhatás a környező közeggel a galaxishalmazon belül, amelyben ez a galaxis elhelyezkedik, elkoptatta a sötét anyagot. A másik az, hogy a sötét anyagot kihajtotta a rendszerből, amikor a protogalaktikus töredékel egyesülésével kialakult a galaxis, ami előidézte a maradvány galaxist.

A sötét anyag nélküli galaxis, az NGC 1277 a Perseus galaxishalmaz közepének közelében helyezkedik el, 240 millió fényévre a Földtől. Forrás: https://www.iac.es/en/outreach/news/puzzle-galaxy-no-dark-matter

A szerzők számára egyik magyarázat sem teljesen kielégítő, így a rejtély, hogy egy masszív galaxis hogyan jöhetett létre sötét anyag nélkül, rejtély marad. Hogy folytassák a rejtély kutatását, a csapat azt tervezi, hogy új megfigyeléseket végeznek a WEAVE műszerrel a William Herschel Telszkópon a La Palma Kanáris-szigetén lévő Roque de los Muchachos Csillagvizsgálóban.

Ha ezt az eredményt, hogy az NGC 1277 galaxisnak nincs sötét anyaga, megerősítenék, erősen kétségbe vonná az alternatív modelleket a sötét anyagot illetően, nevezetesen azokat az elméleteket, amelyekben a gravitáció módosult és a gravitációs vonzás jelentős része a galaxison belül a gravitációs törvényben lévő enyhe változás miatt van nagy skálákon.

Bár a sötét anyag egy specifikus galaxisban elveszhet, egy módosult gravitációs törvény univerzális kell legyen, nem lehetnek kivételek, tehát egy galaxis sötét anyag nélkül cáfolata ennek a típusú alternatívának a sötét anyagra.

(Forrás: Instituto de Astrofísica de Canarias: https://www.iac.es/)

.