27.5.2024

Publication-X

"in tenebris moderni diei, solum bellum est"

Palapeli galaksista ilman pimeää ainetta

3 min read
Palapeli galaksista ilman pimeää ainetta

Pikalinkki tähän artikkeliin: https://publication-x.com/h6iu

Vertailu pimeän aineen halon ympäröimän tavanomaisen galaksin (ESO 325-G004), joka on painoasteikon raskaimmalla tasolla, ja galaksin NGC 1277 (vasemmalla) välillä, jonka massajakauman tutkiminen paljastaa pimeän aineen puuttumisen. Luotto: Design: Gabriel Pérez Díaz (IAC). Kuva NGC 1277:stä: NASA, ESA ja M. Beasley (IAC). Kuva ESO 325-G004: NASA, ESA ja The Hubble Heritage Team (STScI/AURA); J. Blakeslee (Washington State University).

Tämä on ensimmäinen kerta, kun massiivinen galaksi (sen massa on moninkertainen Linnunrataan verrattuna) ei ole osoittanut todisteita tästä maailmankaikkeuden näkymättömästä komponentista. “Tämä tulos ei sovi yhteen nykyisin hyväksyttyjen kosmologisten mallien kanssa, jotka sisältävät pimeää ainetta”, Comerón selittää.

Nykyisen kosmologian standardimallin mukaan massiiviset galaksit sisältävät huomattavia määriä pimeää ainetta, joka ei vuorovaikuta keskenään samalla tavalla kuin tavallinen aine. Ainoa todiste sen olemassaolosta on voimakas gravitaatioveto, jota se harjoittaa läheisiin tähtiin ja kaasuun, ja tämä vuorovaikutus on havaittavissa.

NGC 1277:ää pidetään prototyyppisenä “reliktiogalaksina”, joka tarkoittaa galaksia, joka ei ole ollut vuorovaikutuksessa naapuriensa kanssa. Tämäntyyppiset galaksit ovat hyvin harvinaisia, ja niitä pidetään maailmankaikkeuden alkuaikoina syntyneiden jättiläisgalaksien jäänteinä.

“Koska reliktiogalaksit auttavat meitä ymmärtämään, miten ensimmäiset galaksit muodostuivat, päätimme tarkkailla NGC 1277:ää integraalikenttäspektrografilla”, Comerón kertoo. “Teimme spektreistä kinemaattisia karttoja, joiden avulla pystyimme selvittämään massan jakautumisen galaksin sisällä noin 20 000 valovuoden säteelle”, hän sanoo.

Ryhmä havaitsi, että NGC 1277:n massajakauma oli vain tähtien jakauma, ja tästä he päättelivät, että havaitun säteen sisällä ei voi olla yli 5 prosenttia pimeää ainetta, vaikka havainnot sopivat tämän komponentin täydelliseen puuttumiseen.

Nykyiset kosmologiset mallit kuitenkin ennustavat, että NGC 1277:n massan omaavassa galaksissa pitäisi olla vähintään 10 prosenttia sen massasta pimeää ainetta, ja enintään 70 prosenttia. “Tämä ristiriita havaintojen ja odotusten välillä on arvoitus ja ehkä jopa haaste standardimallille”, toteaa tutkimukseen osallistunut Ignacio Trujillo, IAC:n ja ULL:n tutkija.

Artikkelissa ehdotetaan kahta mahdollista selitystä pimeän aineen puuttumiselle NGC 1277:stä. “Yksi on se, että gravitaatiovuorovaikutus ympäröivän väliaineen kanssa galaksijoukossa, jossa tämä galaksi sijaitsee, on poistanut pimeän aineen”, kommentoi tutkimukseen osallistunut IAC:n ja ULL:n tutkija Anna Ferré-Mateu. “Toinen vaihtoehto on, että pimeä aine ajettiin ulos järjestelmästä, kun galaksi muodostui protogalaktisten fragmenttien sulautuessa, jolloin syntyi reliktiogalaksi.”

Tutkimuksen tekijöille kumpikaan näistä selityksistä ei ole täysin tyydyttävä, “joten arvoitus siitä, miten massiivinen galaksi voi muodostua ilman pimeää ainetta, jää arvoitukseksi”, Comerón vaatii. Jatkaakseen arvoituksen tutkimista ryhmä aikoo tehdä uusia havaintoja Kanariansaarella La Palmalla sijaitsevan Roque de los Muchachos -observatorion William Herschel Telescope (WHT) WEAVE-instrumentilla.

Jos tämä tulos – että NGC 1277:ssä ei ole pimeää ainetta – vahvistuu, se asettaisi vahvasti kyseenalaiseksi vaihtoehtoiset mallit pimeästä aineesta, eli teoriat, joissa painovoima on muuttunut ja suurin osa galaksien sisäisestä gravitaatiovetovoimasta johtuu gravitaatiolain pienestä muutoksesta suurissa mittakaavoissa. “Vaikka pimeä aine voi hävitä tietystä galaksista, muunnellun gravitaatiolain on oltava universaali, siinä ei voi olla poikkeuksia, joten galaksi ilman pimeää ainetta kumoaa tämäntyyppisen pimeän aineen vaihtoehdon”, Trujillo toteaa.

Lähde: MessageToEagle.com