19 galaktikat, millel ilmselt puudub tume aine. Keegi ei tea miks



Tundub, et üheksateistkümnel hiljuti avastatud kääbusgalaktikal puudub nende tume aine ja füüsikud pole kindlad, miks.

Leiud suurendavad dramaatiliselt galaktikate arvu, kus näib puuduvat tumeainet – salapäraseid, nähtamatuid asju, mis avaldavad gravitatsiooni, kuid ei kiirga valgust. Arvatakse, et tume aine on galaktikate moodustumise peamine koostisosa, kuna selle raskusjõud tõmbab galaktikate moodustamiseks kokku gaasi aatomid. Võib öelda, et galaktikas on tume mateeria, kuna see paneb galaktika aine keerlema ​​kiiremini kui see juhtuks, kui see, mille näeme, moodustaks galaktika kogu massi. See kiirem pöörlemine on ilmnenud igas galaktikas, mida oli võimalik täpselt mõõta. Hiljuti leidsid teadlased, et mõned väikesed galaktikad, sealhulgas nüüd need 19, käituvad nii, nagu neid domineeriksid baroonid – osakesed, mis moodustavad tavalise aine. Puuduvad tõendid nende nähtamatu tumeda aine halosuse kohta.

Suurbritannia Durhami ülikooli astrofüüsik Kyle Oman, kes selle avastusega ei tegelenud, ütles, et need galaktikad moodustavad kõige pikema loendi seni veel teatamata tumeda ainevabadest objektidest. Kuid nad pole esimesed.

Seotud: 11 suurimat vastamata küsimust tumedate asjade kohta

Kõige laiemalt teatatud galaktika avastus, millel näis puuduvat tumeainet, saabus märtsis 2018. Yale'i ülikooli astrofüüsiku Pieter van Dokkumi juhitud astrofüüsikute meeskond näitas, et galaktika NGC 1052 – DF2 globaalsete klastrite keskmine kiirus ühtib. ainult barjaonide galaktikamudel, kuigi paljud kahtlesid tulemuse paikapidavuses, nagu teatas Live Science.

Isegi kui see lugu välja mängiti, leidsid täiendavad meeskonnad galaktikaid, millel näis puuduvat tumedat ainet. Need teadlased kasutasid erinevat meetodit, mis eraldab vesinikuaatomite liikumist kauges galaktikas – galaktika H1 pöördekõverad -, et näidata, et gaasipilved pöörlesid justkui tumeaine mõju all. Omaan töötas ühe sellise paberi kallal, mis avaldati 25. septembril ajakirjas Astrophysical Journal Letters.

Uusimas, 25. novembril ajakirjas Nature Astronomy ilmunud artiklis tuvastati sama meetodiga 19 tumeainevaba galaktikat.

"Need H1 pöördekõverad on täpsemad" kui van Dokkumi meeskonna kasutatud meetod, ütles Helsingi ülikooli astrofüüsik Till Sawala. Tema sõnul on mõõtmistes siiski veel "süstemaatilist ebakindlust", mis on veel lahendamata.

Näiteks kui Omani sõnul on vastuvõtva galaktika nurk Maa suhtes valesti mõõdetud, võib see arvutusi keerutada. Ja sellised sündmused nagu supernoovad võivad kiirendada gaasi tavalises galaktikas, luues pöördekõverad, mis näevad Maalt välja nagu galaktikad selles uues paberis, ütles Sawala. Mõlemal juhul on tumeda ainevaba väite kinnitamiseks vaja rohkem järelmeetmeid, ütlesid kõik eksperdid (sealhulgas uuringu autorid).

Kui selgub, et teatud galaktikatel puudub normaalne tumeda aine kogus, on see probleem praeguste teooriate kohta, kuidas universum kujunes.

Füüsikud selgitavad, kuidas universum moodustus ja käitub, kasutades Lambda külma tumeaine (coldCDM) nime all tuntud mudelit. See kirjeldab universumi kolme põhijoont: kosmoloogiline konstant (Λ), tumeaine ja tume energia.

WaCDM selgitab galaktikate moodustumist, ütles Sawala, ega saa seda hõlpsalt lahti seletada, kuidas need konkreetsed galaktikad võisid tekkida ilma tumeda aineta.

Mõningaid esilekerkinud näiteid võib Omaan sõnul seletada CDM-iga. Näiteks kääbusgalaktikatel, mis asuvad tihedate galaktikaparvede keskel, on palju teistsuguseid gravitatsiooniallikaid, et oma pimedus eraldada. Kuid Omani sõnul on selles dokumendis mõned tumeda ainevabad galaktikad üksildased, kaugel kõigist muudest gravitatsiooniallikatest.

"See on väljakutse," ütles Omaan.

Mõned teadlased on tõestanud tumeda ainevabade galaktikate tõendusmaterjali kui löögi lööki ΛCDM ja teise teooriakomplekti vahel, mida tuntakse modifitseeritud Newtoni dünaamika (MOND) vahel. MOND-i teooriad lükkavad tumeda aine ümber raskusfüüsikaga seotud paranduste kasuks. Kuna gravitatsioon peaks toimima kõikjal universumis, ennustaks MOND, et see, mida me nimetame tumeaineks, peaks olema ka igal pool, sealhulgas igas galaktikas. Kuid kui need galaktikad rikuvad MOND-d, siis rikuvad nad ka CDM-i, nii et see pole tegelikult MOND-i rüüstamine, ütles Sawala.

Füüsikud ütlesid, et ainus viis toimuva välja selgitamiseks on uurida neid galaktikaid palju üksikasjalikumalt erinevate tööriistade abil ja kinnitada, et see, mis näib seal toimuvat, toimub tõesti.

Algselt avaldatud Elav teadus.