19 galaxií zjavne chýba temná hmota. Nikto nevie prečo



Zdá sa, že devätnástim novoobjaveným trpasličím galaxiám chýba temná hmota a fyzici si nie sú istí prečo.

Nález dramaticky zvyšuje počet galaxií, ktoré vyzerajú ako chýbajúca temná hmota, záhadné, neviditeľné veci, ktoré pôsobia gravitačne, ale bez svetla. Temná hmota sa považuje za kľúčovú zložku pri formovaní galaxií, jej gravitácia spája atómy plynu a vytvára galaxie. Môžeme povedať, že temná hmota je prítomná v galaxii, pretože spôsobuje, že hmota v tejto galaxii sa víri rýchlejšie, ako by to bolo, keby hmota, ktorú vidíme, tvorila celú hmotu galaxie. Toto rýchlejšie vírenie sa ukázalo v každej galaxii, ktorú bolo možné presne zmerať. Nedávno však vedci zistili, že určité malé galaxie, vrátane týchto 19, sa správajú, akoby v nich dominovali baryóny – častice, ktoré tvoria bežnú hmotu. Chýbajú dôkazy o ich neviditeľných halách temnej hmoty.

Kyle Oman, astrofyzik na Durhamskej univerzite v Spojenom kráľovstve, ktorý sa nezúčastnil na tomto objave, uviedol, že tieto galaxie tvoria najdlhší zoznam doteraz hlásených objektov bez temnej hmoty. Nie sú však prví.

súvisiace: 11 najväčších nezodpovedaných otázok týkajúcich sa temnej hmoty

Najčastejšie uvádzaný objav galaxie, ktorá podľa všetkého postrádala temnú hmotu, prišiel v marci 2018. Tím astrofyzikov na čele s Pieterom van Dokkumom, astrofyzikom na Yale University, ukázal, že priemerná rýchlosť globulárnych zhlukov v galaxii NGC 1052 – DF2 zodpovedala model galaxie iba pre baryony, hoci mnohí spochybňovali platnosť výsledku, ako uvádza spoločnosť Live Science.

Aj keď sa však tento príbeh odohral, ​​ďalšie tímy našli galaxie, ktorým zjavne chýbala temná hmota. Títo vedci použili inú metódu, ktorá rozdeľuje pohyb atómov vodíka vo vzdialenej galaxii – „rotačné krivky H1“ galaxie, aby ukázala, že oblaky plynu rotujú, akoby neboli pod vplyvom temnej hmoty. Omán pracoval na jednom takomto dokumente, ktorý bol uverejnený 25. septembra v The Astrophysical Journal Letters.

Najnovší článok, publikovaný 25. novembra v časopise Nature Astronomy, identifikoval 19 galaxií bez temnej hmoty pomocou rovnakej metódy.

„Tieto rotačné krivky H1 sú presnejšie“ ako metóda, ktorú použil tím van Dokkuma, uviedol Till Sawala, astrofyzik z Helsinskej univerzity. Uviedol však, že stále existujú „systematické neistoty“ v meraniach, ktoré je ešte potrebné vyriešiť.

Napríklad, ak je uhol hostiteľskej galaxie voči Zemi nesprávne zmeraný, môže to viesť k výpočtom, povedal Omán. A udalosti, ako sú supernovy, môžu urýchliť plyn v normálnej galaxii a vytvoriť tak krivky rotácie, ktoré vyzerajú zo Zeme ako galaxie v tomto novom dokumente, povedal Sawala. Či tak alebo onak, na potvrdenie tvrdenia bez obsahu temnej hmoty je potrebná ďalšia následná práca, uviedli všetci odborníci (vrátane autorov štúdie).

Ak sa však ukáže, že určitým galaxiám chýba normálne množstvo temnej hmoty, je to problém súčasných teórií o tom, ako sa vesmír vytvoril.

Fyzici vysvetľujú, ako sa vesmír vyvíjal a ako sa správa, pomocou modelu známeho ako Lambda studená temná hmota (ΛCDM). Opisuje tri kľúčové črty vesmíru: kozmologickú konštantu (Λ), temnú hmotu a temnú energiu.

„CDM vysvetľuje, ako sa formujú galaxie, povedal Sawala, a nemôže ľahko vysvetliť, ako by sa tieto konkrétne galaxie mohli tvoriť bez temnej hmoty.

Niektoré z príkladov, ktoré sa objavili, Omán povedal, by mohli byť vysvetlené ΛCDM. Napríklad trpasličí galaxie uprostred hustých zhlukov galaxií majú okolo seba mnoho ďalších zdrojov gravitácie, aby odtiahli svoju temnú hmotu. Omán však v tomto článku uviedol, že niektoré z galaxií bez temnej hmoty sú osamelé, ďaleko od akéhokoľvek iného zdroja gravitácie.

„To je výzva,“ povedal Omán.

Niektorí vedci predložili dôkazy o tom, že galaxie bez temnej hmoty sú vyraďovacím úderom v boji medzi betweenCDM a inou skupinou teórií známych ako Modified Newtonian Dynamics (MOND). Teórie MOND odmietajú temnú hmotu v prospech vylepšení fyziky gravitácie. Pretože gravitácia by mala pôsobiť všade vo vesmíre, MOND by predpovedala, že to, čo nazývame temnou hmotou, by malo byť všade, vrátane každej galaxie. Ale ak tieto galaxie porušujú MOND, porušujú aj ΛCDM, takže to nie je skutočne vyraďovací úder MOND, povedal Sawala.

Fyzici tvrdia, že jediný spôsob, ako zistiť, čo sa deje, je študovať tieto galaxie oveľa podrobnejšie pomocou rôznych nástrojov a potvrdiť, že to, čo sa zdá, sa skutočne deje.

Pôvodne uverejnené na Live Science,