Εμφανίζονται στοιχεία για την ύπαρξη γαλαξιών χωρίς σκοτεινή ύλη

Μια διεθνής ομάδα αστρονόμων με επικεφαλής ερευνητές από την Ολλανδία δεν βρήκε ίχνος σκοτεινής ύλης στον γαλαξία AGC 114905, παρά το γεγονός ότι έκανε λεπτομερείς μετρήσεις σε μια περίοδο σαράντα ωρών χρησιμοποιώντας τα πιο πρόσφατα τηλεσκόπια. Θα παρουσιάσουν τα ευρήματά τους στο Μηνιαίες Ανακοινώσεις της Βασιλικής Αστρονομικής Εταιρείας.

Όταν ο Pavel Mancera Piña (Πανεπιστήμιο του Groningen and Astron, Ολλανδία) και οι συνεργάτες του ανακάλυψαν έξι γαλαξίες με λίγο όχι σκοτεινή ύληΤους είπαν, «Μέτρησε ξανά, θα δεις ότι θα υπάρχει σκοτεινή ύλη γύρω από τον γαλαξία σου». Ωστόσο, μετά από σαράντα ώρες λεπτομερών παρατηρήσεων χρησιμοποιώντας την Very Large Array (VLA) στο Νέο Μεξικό (ΗΠΑ), τα στοιχεία για την ύπαρξη ενός γαλαξία χωρίς σκοτεινή ύλη έχουν γίνει ισχυρότερα.

Ο εν λόγω γαλαξίας, AGC 114905, βρίσκεται περίπου 250 εκατομμύρια έτη φωτός μακριά. Ταξινομημένος ως ένας εξαιρετικά διάχυτος νάνος γαλαξίας, το όνομα “νάνος γαλαξίας” αναφέρεται στη φωτεινότητά του και όχι στο μέγεθός του. Ο γαλαξίας έχει περίπου το μέγεθος του Γαλαξία μας, αλλά περιέχει χίλιες φορές λιγότερα αστέρια. Η κυρίαρχη ιδέα είναι ότι όλοι οι γαλαξίες, και σίγουρα οι πολύ διάχυτοι νάνοι γαλαξίες, μπορούν να υπάρχουν μόνο εάν συγκρατούνται από τη σκοτεινή ύλη.

Οι ερευνητές συνέλεξαν δεδομένα σχετικά με την περιστροφή αερίου του AGC 114905 για 40 ώρες μεταξύ Ιουλίου και Οκτωβρίου 2020 χρησιμοποιώντας το τηλεσκόπιο VLA. Στη συνέχεια, έφτιαξαν ένα γράφημα που δείχνει την απόσταση του αερίου από το κέντρο του γαλαξία στον άξονα x και την ταχύτητα περιστροφής του αερίου στον άξονα y. Αυτή είναι μια τυπική μέθοδος για την ανίχνευση της παρουσίας σκοτεινής ύλης. Το γράφημα δείχνει ότι οι κινήσεις αερίου του AGC 114905 μπορούν να εξηγηθούν πλήρως μόνο από τη συνηθισμένη ύλη.

«Αυτό είναι, φυσικά, αυτό που σκεφτήκαμε και ελπίζαμε γιατί επιβεβαιώνει τις προηγούμενες μετρήσεις μας», λέει ο Pavel Mancera Peña. “Αλλά το πρόβλημα τώρα είναι ότι η θεωρία προβλέπει ότι θα πρέπει να υπάρχει σκοτεινή ύλη στο AGC 114905, αλλά οι παρατηρήσεις μας λένε ότι δεν υπάρχει σκοτεινή ύλη. Στην πραγματικότητα, η διαφορά μεταξύ θεωρίας και παρατήρησης γίνεται μεγαλύτερη.”

Στις επιστημονικές τους δημοσιεύσεις, οι ερευνητές απαριθμούν μία προς μία πιθανές εξηγήσεις για την έλλειψη σκοτεινής ύλης. Για παράδειγμα, ο AGC 114905 θα μπορούσε να είχε απογυμνωθεί από τη σκοτεινή ύλη από μεγάλους κοντινούς γαλαξίες. Mancera Peña: “Αλλά δεν υπάρχει κανένας. Και στο πλαίσιο του σχηματισμού των πιο διάσημων γαλαξιών, του λεγόμενου μοντέλου ψυχρής σκοτεινής ύλης, θα πρέπει να εισαγάγουμε ακραίες τιμές παραμέτρων πέρα ​​από το συνηθισμένο εύρος. Επίσης με τροποποιημένη Νευτώνεια δυναμική, μια θεωρητική εναλλακτική στην ψυχρή σκοτεινή ύλη, δεν μπορούμε να αναπαράγουμε τις κινήσεις του αερίου μέσα στον γαλαξία».

Σύμφωνα με τους ερευνητές, υπάρχει μια άλλη υπόθεση που θα μπορούσε να αλλάξει τα συμπεράσματά τους. Αυτή είναι η εκτιμώμενη γωνία από την οποία πιστεύουν ότι παρατηρούν τον γαλαξία. «Αλλά αυτή η γωνία πρέπει να αποκλίνει σημαντικά από την εκτίμησή μας προτού υπάρξει ξανά χώρος για τη σκοτεινή ύλη», λέει ο συν-συγγραφέας Tom Osterloo (ASTRON).

Εν τω μεταξύ, οι ερευνητές εξετάζουν λεπτομερώς έναν δεύτερο, εξαιρετικά διάχυτο νάνο γαλαξία. Εάν δεν εντοπίσετε ποτέ ξανά ένα ίχνος σκοτεινής ύλης σε αυτόν τον γαλαξία, η κατάσταση της σκοτεινής ύλης θα κάνει τους φτωχούς γαλαξίες ακόμα πιο δυνατούς.

Η έρευνα της Mancera Peña και των συνεργατών της δεν ήταν μια μεμονωμένη περίπτωση. Νωρίτερα, για παράδειγμα, ο Ολλανδοαμερικανός Peter van Dokkum (Πανεπιστήμιο Yale, ΗΠΑ) ανακάλυψε έναν γαλαξία με σχεδόν καθόλου σκοτάδι Πράγμα. Οι τεχνικές και οι μετρήσεις του Mancera Piña και των συνεργατών του είναι πιο στιβαρές.