Bu Devasa Galaksinin Karanlık Maddesi Yokmuş Gibi Görünüyor – ScienceAlert

Baskın kozmolojik modellerimize göre, Karanlık madde Evrendeki kütlenin kabaca %85’ini oluşturur.

Bu gizemli, görünmez kütleyi incelemeye yönelik devam eden çabalar doğrudan bir kanıt sağlamazken, astrofizikçiler etkisini gözlemleyerek ölçebildiler. Karanlık Madde Haloları, yerçekimi lenslerive Genel Göreliliğin büyük ölçekli kozmik yapılar üzerindeki etkisi.

Ve ESA’nın Öklid ve NASA’nın Nancy Grace Roman uzay teleskopları gibi yeni nesil görevlerin yardımıyla, Karanlık Madde çok daha uzun süre gizemli kalmayabilir!

Ve 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 fark ettiği şey tam olarak buydu.

Perseus takımyıldızında 240 milyon ışıkyılı uzaklıkta bulunan bu merceksi gökada, Samanyolu’ndan birkaç kat daha büyük.

İlk kez, mevcut kozmolojik modellerimiz için ciddi bir meydan okuma olan Karanlık Madde belirtileri göstermeyen büyük bir galaksi bulundu.

Araştırma liderliğinde Sébastien ComerónUniversidad de La Laguna’da (ULL), IAC’de bir galaksi dışı astronom ve Kalın Disklerin Arkeolojisi (ArcThick) işbirliği.

Ona Instituto Nacional de Astrofísica, Óptica y Electrónica (INAOE), Consejo Nacional de Ciencia y Tecnología, Ukrayna Ulusal Bilimler Akademisi, Instituto de Física de Particulas y del Cosmos (IPARCOS), Max Planck Astronomi Enstitüsü (MPA) ve çok sayıda üniversiteden araştırmacılar katıldı. Bulgularını açıklayan makale yakın zamanda dergide yayınlandı. Astronomi ve Astrofizik.

Standart Kozmoloji Modeline göre – aka. the Lambda Soğuk Karanlık Madde (ΛCDM) modeli – Karanlık Madde, kozmosun oluşumunda ve evriminde içsel bir rol oynadı (ve hala oynuyor).

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 oluşumunu tetikleyerek, daha yoğun ve daha yoğun bulutlara çekildi.

Bugün DM, tüm büyük gökadaların önemli bir bileşenidir ve dönme eğrileri, oluşturdukları mercekler ve çevredeki yıldızlar ve galaksiler arası ortam (IGM) ile etkileşimleri ile belirgindir.

Ancak ekip, NGC 1277’nin kütle dağılımını ölçtüğünde, yalnızca yıldızın dağılımını gözlemledi. Bundan, gözlemlerinin hiç DM olmayabileceğini göstermesine rağmen, DM’nin gözlemlenen yarıçap içinde galaksinin kütlesinin %5’inden fazlasını oluşturamayacağı sonucuna vardılar. Comerón’un yakın zamanda açıkladığı gibi IAC basın açıklaması:

“Bu sonuç, karanlık maddeyi içeren şu anda kabul edilen kozmolojik modellere uymuyor. NGC 1277’yi entegre bir alan spektrografı ile gözlemlemeye karar vermemizin nedeni, ilk galaksilerin nasıl oluştuğunu anlamamıza yardımcı olan kalıntı galaksilerin önemiydi. Spektrumdan, galaksi içindeki kütlenin yaklaşık 20.000 ışıkyılı yarıçapına dağılımını bulmamızı sağlayan kinematik haritalar yaptık.”

Ekip makalelerinde NGC 1277’yi, komşu gökadalarla etkileşime girmeyen çok nadir bir sınıf olan “kalıntı gökada” prototipi olarak tanımlıyor. Bu galaksilerin Büyük Patlama’dan kısa bir süre sonra oluşan dev galaksilerin kalıntıları olduğuna inanılıyor.

Bununla birlikte, ΛCDM modeli, DM’nin NGC 1277 kadar büyük kütleli galaksilerin en az %10’unu, bu özel tip için maksimum %70’i oluşturması gerektiğini öngörür. Söz konusu IAC ve ULL’de araştırmacı olan ortak yazar Anna Ferré-Mateu’ya göre, bu tutarsızlık için iki olası açıklama var:

“Biri, bu galaksinin içinde yer aldığı galaksi kümesi içindeki çevre ortamıyla kütleçekimsel etkileşimin karanlık maddeyi ortaya çıkarmış olması. Diğeri ise, galaksi, protogalaktik parçaların birleşmesiyle oluşan ve kalıntı galaksiye yol açan karanlık maddenin sistemden dışarı atılmış olmasıdır.”

Ancak bu açıklamaların hiçbiri ekip açısından tam olarak tatmin edici değil.

Yakın gelecekte ekip, gizemi daha fazla araştırmayı planlıyor. WHT Geliştirilmiş Alan Hızı Gezgini (WEAVE) aletinde William Herschel Teleskobu (WHT), La Palma adasındaki Roque de los Muchachos Gözlemevinde yer almaktadır.

WEAVE’nin hız ölçümleri, NGC 1277’de DM olmadığını doğrulamalıysa, Modifiye Newton Dinamiği (MOND) gibi alternatif teoriler hakkında ciddi şüpheler uyandırabilir. Söz konusu Trujillo:

“Gözlemler ile beklediğimiz arasındaki bu tutarsızlık bir muamma ve hatta standart model için bir meydan okuma. Belirli bir galaksideki karanlık madde kaybolabilse de, değiştirilmiş bir yerçekimi yasası evrensel olmalı, istisnaları olamaz, bu yüzden karanlık maddesi olmayan bir galaksi, karanlık maddeye alternatif bu tür alternatiflerin çürütülmesidir.”

Bu gözlemler, galaksinin özellikle devasa boyutuna da biraz ışık tutabilir. Süper kütleli kara delik (SMBH), kabaca 17 milyar güneş kütlesi veya Sagittarius A*’nın (Samanyolu’nun merkezindeki SMBH) 4.250 katıdır.

Bazı astronomlara göre kara delikler, DM’nin kaynağıoluşan erken Evren sırasında DM Halos’un çöküşü. gizemi de var Karanlık Madde Galaksilerimerak uyandıran durum gibi HIZLI J0139+4328neredeyse tamamen DM’den oluşur.

gibi yeni nesil görevler Öklid ve Nancy Grace Roman uzay teleskopları ayrıca Büyük Patlama’dan bu yana kozmosun genişlemesini inceleyerek yeni bilgiler sağlayacaktır. Bu gözlemler, Karanlık Maddenin (ve Karanlık Enerjinin) kozmik ölçeklerin en büyüğü üzerindeki etkisini ölçmeyi amaçlamaktadır.

Bu ve diğer çalışmaların sonuçları, ya gizemli görünmez bir kütlenin var olduğunu ya da yerçekimi anlayışımızın (Genel Görelilik tarafından tanımlandığı gibi) gözden geçirilmesi gerektiğini ortaya çıkararak devam eden tartışmayı çözecektir.

Bu makale ilk olarak tarafından yayınlandı Evren Bugün. Okumak orijinal makale.