Sablasnu galaksiju promatrali 40 sati i nisu mogli pronaći tamnu materiju
Novo otkriće produbilo je misterij galaksija bez tamne tvari. U galaksiji pod nazivom AGC 114905, udaljenoj 250 milijuna svjetlosnih godina, astronomi nisu mogli pronaći tragove tajanstvene stvari, čak ni nakon 40 sati detaljnog promatranja i naknadne analize. Rezultat podupire slučaj galaksija kojima misteriozno nedostaje tamna tvar, iako je to od vitalnog značaja za naše modele galaktičke evolucije.
"To je, naravno, ono što smo mislili i čemu smo se nadali jer potvrđuje naša prijašnja mjerenja", rekao je astronom Pavel Mancera Piña sa Sveučilišta Groningen i ASTRON u Nizozemskoj. "Ali sada ostaje problem što teorija predviđa da mora postojati tamna tvar u AGC 114905, ali naša zapažanja govore da ne postoji. Zapravo, razlika između teorije i promatranja samo je sve veća."
Tamna tvar je jedna od velikih misterija Svemira. Ne znamo što je to jer to ne možemo izravno detektirati, ali znamo da vani postoji neka masa koja uzrokuje niz učinaka u Svemiru koji se ne mogu objasniti samo normalnom materijom. Zvijezde, na primjer, kruže oko svojih galaksija većom brzinom nego što se to može objasniti gravitacijskim poljem normalne materije. Drugi je način na koji se put svjetlosti savija dok putuje kroz masivna gravitacijska polja u međugalaktičkom prostoru.
Astronomi vjeruju da tamna tvar pomaže nastanku galaksija. Postoji nevidljiva mreža tamne tvari koja proteže svemir, a gravitacija koju stvara pomaže normalnoj materiji da se spoji u galaksije. A, prema našim modelima, tamna tvar također pomaže tim galaksijama da ostanu zajedno – svojevrsno kozmičko vezivno sredstvo.
Ali astronomi su posljednjih godina pronalazili naznake galaksija bez tamne tvari, što je u suprotnosti s načinom na koji vjerujemo da svemir postoji. Dakle, kada su Mancera Piña i njegovi kolege pronašli šest galaksija naizgled bez tamne tvari, opisane u radu iz 2019., odlučili su pogledati mnogo pobliže.
AGC 114905 je ono što zovemo ultra difuzna patuljasta galaksija. Otprilike je veličine Mliječne staze, ali mnogo manje svjetleća jer sadrži mnogo manje zvijezda – oko tisuću puta manje. Budući da imaju tako malo normalne tvari, smatra se da bi te galaksije na okupu trebala držati tamna tvar.
Stoga su istraživači pobliže pogledali AGC 114905 koristeći NRAO-ov vrlo veliki niz u Novom Meksiku, dobivši ukupno 40 sati vrijednih podataka promatranja uz mnogo veću prostornu razlučivost. Zatim su vrlo pažljivo nacrtali krivulju rotacije galaksije – orbitalnu brzinu objekata u AGC 114905, ucrtanu u odnosu na njihovu udaljenost od galaktičkog središta.
Ovo je jedna od najčešćih metoda za izračunavanje količine tamne tvari u galaksiji: objekti koji kruže prebrzo mogu se objasniti dodavanjem tamne tvari, a količina tamne tvari utječe na dodatnu orbitalnu brzinu. Ali krivulja rotacije AGC 114905 ne zahtijeva prisutnost tamne tvari. Može se jednostavno objasniti količinom samo normalne tvari. To znači da se čini da je količina tamne tvari u galaksiji zanemariva.
Jedno bi objašnjenje, na primjer, bilo da je obližnja masivna galaksija oduzela AGC 114905 tamnu tvar, kao što se čini u slučaju druge difuzne galaksije za koju je otkriveno da nema tamne tvari, DF4.
"Ali nema ih", rekla je Mancera Piña. "A u najugledniji okvir formiranja galaksija, takozvani model hladne tamne tvari, morali bismo uvesti ekstremne vrijednosti parametara koje su daleko izvan uobičajenog raspona. Također, s modificiranom Newtonovskom dinamikom, alternativnom teorijom hladnoj tamnoj tvari, ne možemo reproducirati gibanje plina unutar galaksije."
U slučajevima drugih galaksija s abnormalnim količinama tamne tvari, moglo bi biti da smo jednostavno pogrešno procijenili udaljenosti. Ali udaljenost do AGC 114905, rekli su istraživači, dobro je ograničena.
Moguće je, priznaju istraživači, da bi procijenjeni kut promatranja mogao biti pogrešan; to bi moglo objasniti očiti nedostatak tamne tvari. Ali moralo bi biti isključeno, rekli su, s prilično velikom razlikom. Osim toga, svih šest galaksija iz njihovih početnih studija pokazalo je slično ponašanje, s nizom različitih nagiba. To sugerira da ponašanje nije rezultat sustavne pogreške, rekli su. Trenutno provode detaljno praćenje druge ultra-difuzne galaksije kako bi pokušali doći do dna.
Ako se potvrde, njihova bi otkrića mogla imati vrlo zanimljive implikacije za naše razumijevanje galaktičke evolucije. "Pojačali smo i razjasnili prethodne rezultate o prirodi i zapanjujućoj dinamici ultra-difuznih galaksija bogatih plinom. Ipak, njihovo podrijetlo i precizni evolucijski putovi ostaju uglavnom misterij", napisali su istraživači u svom radu.
Izvor: Astrophysics of Galaxies