Учените наблюдаваха тази призрачна галактика в продължение на 40 часа и не можаха да намерят тъмна материя

Ново откритие задълбочи мистерията на галактиките без тях тъмна материя.

В галактика, наречена AGC 114905, на 250 милиона светлинни години от нас, астрономите не са успели да намерят никакви следи от мистериозните обекти, дори след 40 часа подробно наблюдение и последващ анализ.

Резултатът ще бъде публикуван в Месечни известия на Кралското астрономическо дружество Предлага се на сървър за предпечат arXiv, подсилва доводите за галактики, в които мистериозно липсва тъмна материя, въпреки че е жизненоважна за нашите модели на галактическа еволюция.

„Разбира се, това е, което мислехме и се надявахме, защото потвърждава предишните ни измервания“, Астрономът Павел Мансера Пеня каза: от университета в Грьонинген и Астрон в Холандия.

„Но проблемът сега е, че теорията предвижда, че трябва да има тъмна материя в AGC 114905, но нашите наблюдения казват, че няма тъмна материя. Всъщност разликата между теория и наблюдение става все по-голяма.“

Тъмната материя е една от най-големите мистерии на Вселената. Не знаем какво е това, защото не можем да го открием директно, но знаем, че има някаква маса, която причинява редица ефекти във Вселената, които не могат да бъдат обяснени само с естествена материя.

Звездите, например, обикалят своите галактики с по-бърза скорост, отколкото може да се обясни с гравитационното поле на обикновената материя. Друг е начинът, по който пътят на светлината се огъва, докато пътува през огромните гравитационни полета на междугалактическото пространство.

Астрономите вярват, че тъмната материя помага на галактиките да се образуват. Има мрежа от невидима тъмна материя, която се простира из цялата вселена и гравитацията, която генерира, помага на обикновената материя да се събира в галактики. И според нашите модели, тъмната материя също помага на тези галактики да останат заедно – един вид космически фактор на връзката.

Но през последните години астрономите откриха намек за галактики без тъмна материя, противно на нашето вярване в съществуването на Вселената. И така, когато Мансера Пеня и колегите му откриха шест галактики, очевидно без тъмна материя, както е описано в хартия 2019 гРешиха да разгледат по-отблизо.

AGC 114905 е това, което наричаме силно дифузна галактика джудже. Той е с размерите на Млечния път, но много по-малко светещ и съдържа много по-малко звезди – около хиляда пъти по-малко. Тъй като те имат толкова малко естествена материя, се смята, че тези галактики трябва да се държат заедно от тъмна материя.

Така изследователите разгледаха по-отблизо AGC 114905, използвайки Very Large Array на NRAO в Ню Мексико, и получиха общо 40 часа данни от наблюдения с много по-висока пространствена разделителна способност. След това те внимателно начертаха кривата на въртене на галактиката – орбиталната скорост на обектите в AGC 114905, нанесена спрямо разстоянието им от галактическия център.

Това е един от най-често срещаните начини за изчисляване на количеството тъмна материя в галактиката: обектите в много бърза орбита могат да бъдат обяснени чрез добавяне на тъмна материя, а количеството тъмна материя влияе на допълнителната орбитална скорост.

Но кривата на въртене на AGC 114905 не изисква наличието на тъмна материя. Може да се обясни просто само с количеството обикновена материя. Това означава, че количеството тъмна материя в галактиката изглежда незначително.

Това представлява труден проблем, защото нито едно от обясненията за липсата на тъмна материя не изглежда подходящо. Едно от обясненията, например, е дали близка масивна галактика е лишила AGC 114905 от тъмната си материя, както изглежда в случая на друга дифузна галактика, открита, че не съдържа тъмна материя, DF4.

„Но няма нищо“, Мансера Пеня каза:. „И в рамките на най-известната галактическа формация, така наречения модел на студена тъмна материя, ще трябва да въведем екстремни променливи стойности извън обичайния диапазон. Също така, с модифицирана нютонова динамика, алтернативна теория за студената тъмна материя , ние не можем да възпроизведем движенията на газа в галактиката.“

В случаите на други галактики, съдържащи необичайни количества тъмна материя, бихме могли просто да сме изчислили погрешно разстоянията. Изследователите казаха, че разстоянието до AGC 114905 е добре ограничено.

Изследователите признават, че е възможно очакваният ъгъл на наблюдение да е изключен; Това може да обясни очевидната липса на тъмна материя. Но те казаха, но това трябва да бъде спряно с много голяма разлика.

В допълнение, всичките шест галактики от първоначалните им проучвания показват подобно поведение при редица различни наклонности. Това, казаха те, показва, че поведението не е резултат от системна грешка. В момента те провеждат подробно проследяване на втора, супер разпръснала се галактика, за да се опитат да достигнат дъното й.

Ако бъдат потвърдени, техните открития биха могли да имат много интересни последици за нашето разбиране за галактическата еволюция.

„Ние консолидирахме и илюстрирахме предишни открития за невероятната природа и динамика на ултра-дифузните, богати на газ галактики. Въпреки това, техният произход и точните еволюционни пътища остават до голяма степен мистерия“, Изследователите пишат в своя документ.

Настоящата работа също така показа, че богатите на газ, ултра-дифузни галактики са обещаваща група за изучаване на тъмната материя, тъй като те могат да предоставят издайнически улики за разбирането на нейната природа.

Търсенето е планирано да се появи в Месечни известия на Кралското астрономическо дружество и наличен в arXiv.