Neredeyse hiç karanlık maddesi olmayan devasa bir galaksi

Geçerli kozmolojik modellerimize göre, karanlık madde evrendeki kütlenin yaklaşık %85’ini oluşturur. Bu gizemli, görünmeyen kümeyi incelemeye yönelik devam eden çabalar doğrudan bir kanıt sağlamıyor olsa da, astrofizikçiler etkisini gözlemler yoluyla ölçebildiler. karanlık madde halelerive yerçekimsel mercekleme ve genel göreliliğin büyük ölçekli kozmik yapılar üzerindeki etkisi. ve ESA gibi yeni nesil görevlerin yardımıyla Öklid Ve NASA Nancy Grace Roman Uzay teleskopları için karanlık madde çok daha uzun süre gizemini yitirebilir!

Sonra bunun gibi bir şey ortaya çıkıyor: çok az karanlık maddeye sahip veya hiç karanlık maddeye sahip olmayan devasa bir galaksi! Instituto Astrofisica de Canarias (IAC) üyeleri tarafından yönetilen bir astronom ekibinin NGC 1277’yi gözlemlerken gözlemlediği tam olarak buydu. Kahraman takımyıldızında 240 milyon ışıkyılı uzaklıkta bulunan bu merceksi gökada, Samanyolu’ndan birkaç kat daha büyük. Bu, mevcut kozmolojik modellerimiz için ciddi bir meydan okumayı temsil eden karanlık madde belirtileri göstermeyen büyük bir galaksinin ilk kez bulunmasıdır.

Arama yönlendirildi Sebastian ComeronLa Laguna Üniversitesi’nde (ULL) bir galaksi dışı astronom, bir IAC ve lider Kalın disk arşivleyicileri (ArcThick) İşbirliği. Ona Instituto Nacional de Astrofísica, Óptica y Electrónica (INAOE), Consejo Nacional de Ciencia y Tecnología, Ukrayna Ulusal Bilimler Akademisi, Instituto Física de Particulas y del Cosmos (IPARCOS) ve Max Planck Astronomi ve Çoklu Üniversiteler Enstitüsü’nden (MPA) araştırmacılar katıldı. Bulgularını açıklayan makale yakın zamanda dergide yayınlandı. Astronomi ve astrofizik.

Kozmolojinin Standart Modeli’ne göre – olarak da bilinir. the Soğuk lambda karanlık madde Model (? CDM) – Karanlık Madde, evrenin oluşumunda ve evriminde bütünleyici bir rol oynadı (ve oynamaya devam ediyor). Teorik olarak, bu görünmez kütle Büyük Patlama’dan kısa bir süre sonra var oldu ve nötr hidrojen gazını dönen disklere çeken haleler oluşturdu. Bu gaz, ilk yıldızların ve galaksilerin oluşumuna yol açan, daha yoğun ve daha yoğun bulutlara çekildi. Bugün, DM tüm büyük gökadaların önemli bir bileşenidir ve dönme eğrilerinden, oluşturduğu merceklerden ve çevreleyen yıldızlar ve galaktik ortamla (IGM) etkileşimlerinden açıkça anlaşılmaktadır.

Ancak ekip, NGC 1277’nin kütle dağılımını ölçtüğünde, yalnızca yıldızın dağılımını fark etti. Buradan, DM’nin gözlemlenen yarıçap içinde galaksinin kütlesinin %5’inden fazlasını oluşturamayacağı sonucuna varıyorlar – ancak gözlemleri hiç DM olmayabileceğini gösteriyor. Comeron’un yakın zamanda işaret ettiği gibi IAC basın açıklaması:

“Bu sonuç, karanlık maddeyi içeren şu anda kabul edilen kozmolojik modellere uymuyor. Kalan galaksilerin ilk galaksilerin nasıl oluştuğunu anlamamıza yardımcı olması, NGC 1277’yi entegre bir alan spektrometresi kullanarak gözlemlemeye karar vermemizin nedenidir. Spektrumdan, galaksi içindeki yaklaşık 20.000 ışıkyılı yarıçapındaki kütle dağılımını belirlememizi sağlayan kinematik haritalar yaptık.”

Ekip makalelerinde NGC 1277’yi, komşu gökadalarla etkileşime girmeyen çok nadir bir sınıf olan “artık gökada”nın prototipi olarak tanımlıyor. Bu galaksilerin Büyük Patlama’dan kısa bir süre sonra oluşan dev galaksilerin kalıntıları olduğuna inanılıyor. Bununla birlikte, CDM modeli, DM’nin NGC 1277 gibi büyük kütleli gökadaların en az %10’unu, bu belirli tür için maksimum %70’i oluşturması gerektiğini öngörür. dedi Ortak yazar Ana Ferré Mathieu, IAC ve ULL’de araştırmacı Bu tutarsızlık için iki olası açıklama var.:

“Biri, bu galaksinin içinde bulunduğu galaksi kümesi içindeki çevre ortamı ile yerçekimi etkileşiminin karanlık maddeyi soymuş olmasıdır. Diğeri, galaksi protogalaktik parçaların birleşmesiyle oluşan karanlık maddenin sistemden atılması ve kalan galaksinin oluşmasına yol açmasıdır.”

Ancak bu açıklamaların hiçbiri ekip açısından tamamen tatmin edici değil. Yakın gelecekte ekip, kullanarak gözlemler yaparak gizemi daha fazla araştırmayı planlıyor. WHT Gelişmiş Bölge Hızı Bulucu (ÖRGÜ) konumunda bulunan William Herschel Teleskopu (WHT), La Palma Adası’ndaki Roque de los Muchachos Gözlemevinde yer almaktadır. WEAVE’nin hız ölçümleri, NGC 1277’nin DM’ye sahip olmadığını doğrulamalıysa, değiştirilmiş Newton dinamikleri (MOND) gibi alternatif teoriler hakkında şüphe uyandırabilir. dedi Trujillo:

“Gözlemler ile beklediğimiz arasındaki bu tutarsızlık bir gizem ve belki de Standart Model için bir meydan okuma. Belirli bir galakside karanlık madde kaybolabilse de, değiştirilmiş yerçekimi yasası evrensel olmalı ve hiçbir istisnası olamaz, bu nedenle karanlık maddesi olmayan bir galaksi, bu tür karanlık madde vekilinin çürütülmesi olacaktır.”

Bu gözlemler, galaksinin yaklaşık 17 milyar güneş kütlesi veya Yay A*’nın (Samanyolu’nun merkezindeki SMBH) kütlesinin 4.250 katı olan süper kütleli kara deliğine (SMBH) de biraz ışık tutabilir! Bazı astronomlara göre, DM’nin kaynağı, erken evren sırasında DM halelerinin çökmesinden oluşan karadelikler olabilir. Neredeyse tamamen DM’den oluşan garip FAST J0139+4328 vakası gibi karanlık madde galaksilerinin gizemi de var.

gibi yeni nesil görevler Öklid ve Nancy Grace Roman Uzay teleskopları da Büyük Patlama’dan bu yana evrenin genişlemesini inceleyerek yeni bilgiler sağlayacaktır. Bu gözlemler, karanlık maddenin (ve karanlık enerjinin) etkisini en büyük kozmik ölçeklerde ölçmeyi amaçlamaktadır. Bu ve diğer çalışmaların sonuçları, gizemli görünmez bir kütlenin varlığını veya (genel göreliliğin tanımladığı şekliyle) yerçekimi anlayışımızın gözden geçirilmesi gerektiğini ortaya çıkararak tartışmayı çözecektir.

Daha fazla okuma: IACVe Astronomi ve astrofizik