Międzynarodowy zespół astronomów nie znalazł śladów ciemnej materii w galaktyce AGC 114905, pomimo wykonania szczegółowych pomiarów przez 40 godzin za pomocą najnowocześniejszych teleskopów. Swoje odkrycia przedstawiają w Monthly Notices of the Royal Astronomical Society.
Kiedy Pavel Mancera Piña (Uniwersytet w Groningen i ASTRON, Holandia) i jego koledzy odkryli sześć galaktyk, które miały niewielką ilość ciemnej materii lub nie miały jej w ogóle, powiedziano im zmierzcie jeszcze raz, a zobaczycie, że wokół waszej galaktyki będzie ciemna materia. Jednak po czterdziestu godzinach szczegółowych obserwacji za pomocą Very Large Array (VLA) w Nowym Meksyku, dowody na galaktyki pozbawione ciemnej materii stały się jeszcze silniejsze.
Galaktyka, o której mowa, AGC 114905, znajduje się w odległości około 250 mln lat świetlnych od nas. Jest ona sklasyfikowana jako skrajnie rozproszona galaktyka karłowata, przy czym „galaktyka karłowata” odnosi się do jej jasności a nie rozmiaru. Galaktyka ta jest mniej więcej wielkości Drogi Mlecznej, ale zawiera tysiąc razy mniej gwiazd. Przeważa pogląd, że wszystkie galaktyki, a już na pewno skrajnie rozproszone galaktyki karłowate, mogą istnieć tylko wtedy, gdy są utrzymywane razem przez ciemną materię.
Naukowcy zbierali dane na temat rotacji gazu w AGC 114905 przez 40 godzin między lipcem a październikiem 2020 roku za pomocą VLA. Następnie wykonali wykres przedstawiający odległość gazu od centrum galaktyki na osi x oraz prędkość rotacji gazu na osi y. Jest to standardowy sposób na ujawnienie obecności ciemnej materii. Wykres pokazuje, że ruchy gazu w AGC 114905 mogą być całkowicie wyjaśnione przez zwykłą materię.
Jest to oczywiście to, o czym myśleliśmy i na co mieliśmy nadzieję, ponieważ potwierdza to nasze wcześniejsze pomiary – mówi Pavel Mancera Piña. Ale teraz pozostaje problem, że teoria przewiduje, że w AGC 114905 musi być ciemna materia, ale nasze obserwacje mówią, że jej nie ma. W rzeczywistości, różnica między teorią a obserwacjami tylko się powiększa.
W swojej publikacji naukowej badacze wymieniają po kolei możliwe wytłumaczenia braku ciemnej materii. Na przykład AGC 114905 mogła zostać pozbawiona ciemnej materii przez duże pobliskie galaktyki. Mancera Piña: Ale nie ma tam żadnych innych galaktyk. A w najbardziej znanym modelu formowania się galaktyk, tzw. modelu zimnej ciemnej materii (CDM), musielibyśmy wprowadzić ekstremalne wartości parametrów, które wykraczają daleko poza zwykły zakres. Również w przypadku zmodyfikowanej dynamiki newtonowskiej (MOND), teorii alternatywnej do CDM, nie możemy odtworzyć ruchów gazu wewnątrz galaktyki.
Według badaczy jest jeszcze jedno założenie, które może zmienić ich wnioski. Jest to szacowany kąt, pod którym, jak sądzą, obserwują galaktykę. Ale ten kąt musi bardzo mocno odbiegać od naszego oszacowania, zanim znów pojawi się miejsce dla ciemnej materii – mówi współautor Tom Oosterloo (ASTRON).
Tymczasem, naukowcy szczegółowo badają drugą skrajnie rozproszoną galaktykę karłowatą. Jeżeli ponownie zaobserwują w niej brak śladów ciemnej materii, jeszcze bardziej wzmocni to tezę o galaktykach ubogich w ciemną materię.
Badania Mancera Piña i jego współpracowników nie są odosobnionym przypadkiem. Wcześniej na przykład, Holender Pieter van Dokkum (Uniwersytet Yale, USA) odkrył galaktykę, w której prawie nie ma ciemnej materii. Techniki i pomiary Mancera Piña i jego kolegów są bardziej solidne.
Więcej informacji:
- Evidence emerges for dark-matter free galaxies
- No need for dark matter: resolved kinematics of the ultra-diffuse galaxy AGC 114905
Źródło: RAS
Opracowanie:
Agnieszka Nowak
Na ilustracji: Galaktyka AGC 114905. Emisja gwiazdowa galaktyki jest pokazana na niebiesko. Zielone obłoki pokazują neutralny wodór. Źródło: Javier Román & Pavel Mancera Piña.
