Pritlikava galaksija NGC1427A, del jate galaksij Fornax. (JE) Vprašajte astronome o temna snov in ena od stvari, o kateri govorijo, je, da ta nevidna, skrivnostna 'stvar' prežema vesolje. Zlasti obstaja v halojih, ki obkrožajo večino galaksij.
Masa haloja ima močan gravitacijski vpliv na samo galaksijo, pa tudi na druge v soseščini. To je precej standardni pogled na temno snov in njen vpliv na galaksije.
Vendar pa obstajajo težave z idejo o teh halojih. Očitno obstaja nekaj pritlikavih galaksij nenavadnih oblik, ki izgledajo, kot da nimajo halojev. Kako je to mogoče? Ali predstavljajo z opazovanjem povzročen izziv za prevladujoče ideje o halojih temne snovi?
Iskanje motenj pritlikavih galaksij
V t.i. Standardni model ' kozmologije lupine ali haloji temne snovi ščitijo galaksije pred gravitacijskim vplivom bližnjih galaktičnih sosedov.
Ko pa so astronomi z Univerze v Bonnu in Saint Andrewsu na Škotskem pogledali v bližnjo jato Fornax, ki leži kakih 62 milijonov svetlobnih let stran od nas, so videli nekaj čudnega.
Vsebuje številne pritlikave galaksije z izkrivljenimi, motenimi oblikami. To je nenavadno, še posebej, če bi jih obdajali haloji temne snovi.
Jata galaksije Furnace. (ESO/J. Emerson/VISTA)
Oglejmo si na hitro pritlikave galaksije. So majhne in šibke in jih običajno najdemo med jahanjem v jatah galaksij ali blizu veliko večjih spremljevalcev. Galaksija Rimska cesta ima okrog sebe skupino pritlikavih galaksij.
Pravzaprav so kanibalizatorji, kot je Sagittarius Dwarf Spheroidal. Zanimivo je, da nedavne študije kažejo, da je vsaj ena od pritlikavih galaksij blizu naše, starodavna, imenovana Tucana II, ima osupljivo masiven halo temne snovi.
Kaj se torej v Fornaxu dogaja drugače?
Tam bi lahko pritlikave galaksije 'motile' gravitacijske plime iz bližnjih večjih galaksij v jati. Plimovanje se zgodi, ko gravitacija enega telesa različno vleče različne dele drugega telesa. Te so podobne plimovanju na Zemlji, ko luna močneje potegne tisto stran Zemlje, ki je obrnjena proti njej.
Izkrivljene oblike pritlikavih galaksij, ki jih je ekipa videla, kažejo na težavo z našim razumevanjem temne snovi.
'Takšne motnje v pritlikavih Fornax niso pričakovane glede na standardni model,' je dejal Pavel Kroupa, profesor na Univerzi v Bonnu in Karlovi univerzi v Pragi.
'To je zato, ker bi morali po tem modelu haloji temne snovi teh pritlikavk delno ščititi pred plimovanjem, ki ga povzroča kopica.'
Razlaga popačenih pritlikavih galaksij
Kroupa in dr. študentka Elena Ascencio je analizirala opazovanja vznemirjenih palčkov v Fornaxu. Želeli so razumeti obseg gravitacijskih izkrivljanj, ki jih kažejo te galaksije, in kaj jih povzroča.
Pričakovane stopnje popačenja so odvisne od nekaj dejavnikov. Ena so notranje značilnosti pritlikave galaksije. Poleg tega je pomembna njihova oddaljenost od središča grozda. Tam so gravitacijski vplivi veliko močnejši.
Praviloma bi lahko galaksije z velikimi velikostmi, a malo zvezd, zlahka motile močne gravitacijske plime. Enako velja za galaksije bližje jedru jate.
Člani ekipe so primerjali, kar so videli v grozdu, z opazovanji, ki jih je izvedel VLT Survey Telescope na Evropskem južnem observatoriju. Asencio je poudaril, da to, kar so ugotovili, kaže na težave s standardnim modelom.
'Primerjava je pokazala, da če hočemo razložiti opažanja v standardnem modelu,' je rekla, 'morajo biti pritlikavke Fornax že uničene z gravitacijo iz središča grozda, tudi če je plimovanje, ki ga povzroči na pritlikavcu, štiriinšestdesetkratno šibkejši od lastne gravitacije škrata.'
Ne samo, da je to kontraintuitivno, je dejala, je tudi v nasprotju s prejšnjimi študijami. Ekipa je tudi ugotovila, da je sila, potrebna za vznemirjanje pritlikave galaksije, približno enaka njeni lastni gravitaciji.
Kaj to pomeni za standardni model?
Raziskovalna skupina poudarja, da je težko razložiti te vznemirjene, motene oblike pritlikavih galaksij v Fornaxu, če so obdane s temno snovjo. Z drugimi besedami, ne smejo biti deformirane, če imajo avreole.
Vendar pa so tam z motečimi oblikami. To pomeni, da okoli teh galaksij ni halojev temne snovi.
Očitno je, če je to, kar so ugotovili astronomi, potrjeno, standardni model potrebuje nekaj popravkov. In obstaja vsaj ena alternativna razlaga za nenavadne oblike galaksij. Imenuje se model MOND (okrajšava za Modified Newtonian Dynamics).
Predlaga, da bi bilo treba Newtonov zakon univerzalne gravitacije spremeniti, da bi upošteval opažene lastnosti galaksij. Lahko bi ga uporabili za razlago, zakaj napačno oblikovane galaksije izgledajo tako, kot so.
Kot pravi Hongsheng Zhao, član raziskovalne skupine z Univerze Saint Andrews, je iskanje motenj pritlikavk brez halojev temne snovi velik izziv za sedanji pogled.
Navaja, da imajo galaksije haloje. Zdi se, da ne vsi, poudarja.
'Naši rezultati imajo velike posledice za temeljno fiziko,' je dejal. 'Pričakujemo, da bomo našli več motečih pritlikavcev v drugih grozdih, napoved, ki bi jo morale druge ekipe preveriti.'
Ta članek je prvotno objavil Vesolje danes . Preberi izvirni članek .