Kosmoloogia standardmudel viitab sellele, et enamikku galaktikaid ümbritseb tumeaine osakeste halo. See tumeaine halo on aga nähtamatu, kuid selle mass avaldab läheduses asuvatele galaktikatele tugevat gravitatsioonitõmmet.
Uus uuring, mille Bonni ülikool (Saksamaa) ja Saint Andrewsi ülikool (Šotimaa) vaidlustab selle universumi vaate. Tulemused viitavad sellele, et Maa teise lähima galaktikaparve – Fornaxi parve nime all – kääbusgalaktikatel pole selliseid tumeaine halosid.
Eelkõige on teadlased kasutusele võtnud uuendusliku viisi standardmudeli testimiseks selle põhjal, kui palju kääbusgalaktikad neid häirivad lähedalasuvate suuremate galaktikate gravitatsioonilised looded.
Elena Asencio, Ph.D. Bonni ülikooli üliõpilane ja loo juhtiv autor ütles: "Mõõnad tekivad siis, kui ühe keha gravitatsioon tõmbab erinevalt teise keha erinevaid osi. Need on sarnased loodetega Maal, mis tekivad seetõttu, et Kuu tõmbab tugevamini Maa poole, mis on Kuu poole.
Bonni ülikooli ja Praha Karli ülikooli professor Pavel Kroupa ütles: "Fornaxi parves on rikkalik kääbusgalaktikate populatsioon. Hiljutised tähelepanekud näitavad, et mõned neist kääbustest näivad olevat moonutatud, nagu oleks klastri keskkond neid häirinud.
"Standardmudeli kohaselt ei ole Fornaxi kääbustes selliseid häireid oodata. Seda seetõttu, et vastavalt standardmudel, tumeaine Nende kääbuste halod peaksid neid osaliselt kaitsma klastri tõstetud loodete eest.
Sisemiste omaduste ja kauguse põhjal gravitatsiooniliselt tugevast klastri keskpunktist arvutasid autorid kääbaste eeldatava häiringu taseme. Suured, kuid väikese tähemassiga galaktikad ja galaktikad, mis asuvad parve tuuma ümber, on vastuvõtlikumad häiretele või hävimisele. Nad vastandasid tulemusi häirete tasemega, mida nad olid märganud Euroopa lõunaobservatooriumi VLT uuringuteleskoobiga kogutud piltidel.
Elena Asencio ütleb: “Võrdlus näitas, et kui tahetakse standardmudeli tähelepanekuid selgitada. Fornaxi kääbused peaks juba hävima klastri keskpunktist lähtuva gravitatsiooni mõjul, isegi kui looded, mida see kääbikul tõstab, on kuuskümmend neli korda nõrgemad kui kääbuse enesegravitatsioon.
"See pole mitte ainult intuitiivne, vaid ka vastuolus varasemate uuringutega, mille kohaselt kääbusgalaktika häirimiseks vajalik väline jõud on umbes sama, mis kääbuse enesegravitatsioon."
Selle põhjal jõudsid teadlased järeldusele, et Fornaxi kääbuste vaadeldud morfoloogiaid on standardmudeli raames võimatu iseseisvalt seletada.
Nad kordasid analüüsi Milgromi dünaamika (MOND) abil. Selle asemel, et eeldada galaktikaid ümbritsevaid tumeaine halosid, pakub MOND-i teooria Newtoni dünaamika korrigeerimist, mille abil gravitatsioon suurendab madalate kiirenduste režiimi.
Dr Indranil Banik St Andrewsi ülikoolist ütles: "Me ei olnud kindlad, et kääbusgalaktikad suudavad MONDis asuva galaktikaparve äärmuslikus keskkonnas ellu jääda, kuna selles mudelis puuduvad kaitsvad tumeaine halod. Kuid meie tulemused näitavad märkimisväärset kokkulepet vaatluste ja MONDi ootuste vahel Fornaxi kääbuste häirimise taseme osas.
Aku Venhola Oulu ülikoolist (Soome) ja Steffen Mieske Euroopa lõunaobservatooriumist ütlesid, "On põnev näha, et VLT uuringuteleskoobiga saadud andmed võimaldasid kosmoloogiliste mudelite nii põhjalikku testimist."
Bonni ülikooli transdistsiplinaarsete uurimisvaldkondade, modelleerimise ja mateeria liige Pavel Kroupa ütles: "See pole esimene kord, kui uuring, mis testib tumeaine mõju dünaamikale ja galaktikate evolutsioon järeldas, et vaatlusi on paremini seletatud, kui neid ei ümbritse tumeaine. Vaatluste ja tumeaine paradigma vastuolusid näitavate publikatsioonide arv kasvab igal aastal. On aeg hakata investeerima rohkem ressursse paljulubavamatesse teooriatesse.
Dr Hongsheng Zhao St Andrewsi ülikoolist lisas, et oma "Tulemused mõjutavad oluliselt põhifüüsikat. Loodame, et leiame teistest klastritest rohkem häiritud kääbusi – ennustust, mida teised meeskonnad peaksid kontrollima.
Ajakirja viide:
- Elena Asencio, Indranil Banik jt. Fornaxi parve kääbusgalaktikate levik ja morfoloogia viitavad sellele, et neil puudub tumeaine. Kuningliku astronoomiaühingu igakuised teated, 515. köide, 2. väljaanne, september 2022. DOI: 10.1093/mnras/stac1765
