Glavni Novice Ta oddaljena galaksija je morda popolnoma brez temne snovi

Ta oddaljena galaksija je morda popolnoma brez temne snovi

Zdi se, da je galaksija AGC 114905 brez temne snovi. Na tej sliki je emisija zvezd prikazana v modri barvi; zeleni oblaki pa prikazujejo nevtralni vodikov plin.

Zdi se, da je galaksija AGC 114905 brez temne snovi. Na tej sliki je emisija zvezd prikazana v modri barvi; zeleni oblaki pa prikazujejo nevtralni vodikov plin. (Avtorstvo slike: Javier Román in Pavel Mancera Piña, CC BY 4.0)

Na površju galaksija, oddaljena 250 milijonov svetlobnih let Zemlja se zdi kot vsak drug, vendar globlji pogled razkrije zagonetno domislico: zdi se, da nima temne snovi.

Če se dokončno potrdi, da so te galaksije breztemna snov, bi lahko ovrglo temeljne teorije o nastanku galaksij (temna snov velja za bistvenega pomena za ta proces). In to bi lahko izključilo vodilnega kandidata za skrivnostno snov, imenovano hladna temna snov.

'Načeloma takšne galaksije ne bi smele obstajati,' je dejal Pavel Mancera Piña, doktorski kandidat iz astronomije na Univerzi v Groningenu na Nizozemskem in astronom pri ASTRON (Nizozemski inštitut za radioastronomijo), pri čemer se je skliceval na dejstvo, da temna snov naj bi bila lepilo, ki drži skupaj zvezde, plin in prah galaksije. 'Ne moremo jih učinkovito razložiti z nobeno obstoječo teorijo,' je dejal Mancera Piña, ki je glavni avtor novega dokumenta, ki opisuje ugotovitve.

Sorodno: 18 največjih nerešenih skrivnosti v fiziki

The galaksija , imenovana AGC 114905, je ultradifuzna galaksija (UDG). Te galaksije so šibke; AGC 114905 je približno enake velikosti kot mlečna cesta vendar ima 1000-krat manj zvezd.

Ko so Mancera Piña in njegovi kolegi leta 2019 prvič pogledali AGC 114905, so posumili, da morda nima temne snovi zaradi tega, kako hitro se je vrtela. Hitrost, s katero se vrti galaksija, razkriva, koliko stvari vsebuje; bolj masivna je galaksija, močnejša je njena gravitacija in hitreje se vrti. S primerjavo hitrosti s tem, koliko stvari je mogoče videti – količino zvezd, plina in prahu – lahko astronomi delajo nazaj, da ugotovijo, koliko dodatnih nevidnih stvari – temne snovi – mora biti prisotnih, da se upošteva hitrost galaksije.

A ker je zadevna galaksija tako šibka, na začetku niso imeli dovolj podatkov, da bi v celoti določili hitrost vrtenja, da bi ugotovili, ali je popolnoma brez temne snovi. Zato so se vrnili na drugi pogled in zbrali 40 ur opazovanj z radijskim observatorijem Very Large Array v Novi Mehiki.

S svojimi opazovanji, ki so preslikali plin v galaksiji, so astronomi ugotovili, kako hitro se plin premika. To jim je omogočilo, da ugotovijo hitrost vrtenja galaksije in s tem, koliko temne snovi je prisotne v galaksiji. Toda na koncu so raziskovalci ugotovili, da se zdi, da ni prostora za temno snov.

'To smo seveda pričakovali, a nikoli ne veš,' je dejal Mancera Piña. 'Še vedno je bilo malo presenečenje.'

Manjka temna snov

V preteklosti so astronomi odkrili nekatere UDG, ki so bogate s temno snovjo, druge pa je nimajo,Live Science je že poročal. Nekatere slednje vrste najdemo v bližini masivnejših galaksij; ta ugotovitev nakazuje, da so morda izgubili temno snov zaradi interakcij s svojimi večjimi bližnjimi galaksijami, katerihgravitacijamorda odneslo temno snov manjših galaksij. Toda glede na to, da AGC 114905 nima nobene masivne galaksije v bližini, je ta razlaga malo verjetna, je dejal Mancera Piña.

To predstavlja izziv za teorije o nastanku galaksij, ker se domneva, da je temna snov bistvena za njihov nastanek, saj njena gravitacija pomaga povleči relativno redkejši normalni material skupaj. Če obstajajo galaksije brez temne snovi, to pomeni, da temna snov morda ni potrebna za nastanek galaksij.

Preučevanje AGC 114905 daje astronomom tudi nov način za testiranje narave temne snovi. Trenutne teorije o nastanku galaksij temeljijo na posebni vrsti temne snovi, imenovani hladna temna snov, a če te teorije ne pojasnijo čudnih galaksij, kot je AGC 114905, potem morda tudi hladna temna snov ni uporabna.

'Zadnjih 50 let smo poskušali razumeti, kaj je temna snov, vendar se zdi, da smo prišli v nekakšno slepo ulico,' je dejal Mancera Piña. Z natančnim preučevanjem te galaksije in drugih podobnih galaksij bodo astronomi morda lahko določili omejitve glede tega, kakšna bi lahko bila temna snov, če ni hladna temna snov. V študiji so raziskovalci uporabili tudi modele alternativne teorije temne snovi, imenovane modificirana Newtonova dinamika ali MOND, da bi ugotovili, ali bi to lahko pojasnilo edinstvene značilnosti galaksije. Vendar tudi ta teorija ni mogla uskladiti hitrosti galaksije.

Pieter van Dokkum, astronom z univerze Yale, ki je preučeval UDG s pomanjkanjem temne snovi, vendar ni sodeloval pri novem delu, je dejal, da meni, da so nova odkritja obetavna in pomembna, vendar bo potrebnih več raziskav, da bodo astronomi prepričani, da je galaksija je resnično brez temne snovi.

'Veliko bo razprave,' je dejal van Dokkum. 'Izredne trditve zahtevajo izredne dokaze.'

Avtorji študije nameravajo nadalje preučevati AGC 114905 in zbirajo opazovanja drugih UDG, ki bi lahko bile brez temne snovi.

Ugotovitve so bile objavljene 30. novembra na strežniku za prednatis arXiv in so bili sprejeti za objavo v reviji Monthly Notices of the Royal Astronomical Society .

Zanimivi Članki