به نظر می رسد مطالعه اعوجاج گرانشی کهکشان های کوتوله از نظریه گرانش اصلاح شده به جای وجود ماده تاریک پشتیبانی می کند - ماده تاریک جزء اصلی مدل استاندارد کیهان شناسی است.
ماده تاریک یک ماده فرضی است که تصور می شود حدود 85 درصد از ماده جهان را تشکیل می دهد. تأثیر گرانشی آن مانع از پرواز اجرام بزرگی مانند کهکشان‌ها می‌شود که آنها در حال چرخش هستند و شواهدی برای ماده تاریک نیز در پس‌زمینه مایکروویو کیهانی یافت می‌شود - تشعشعی که اندکی پس از انفجار بزرگ ایجاد شد. با این حال، علیرغم فراوانی شواهد غیرمستقیم برای ماده تاریک، ذرات ماده تاریک هرگز شناسایی نشده اند. در نتیجه، نظریه‌های دیگری برای توضیح رفتار کهکشان‌ها وجود دارد، از جمله آن‌هایی که قانون گرانش را اصلاح می‌کنند.
تصور می‌شود که ماده تاریک در هاله‌ها جمع می‌شود - مناطق بزرگی از ماده تاریک که توسط گرانش در کنار هم نگه داشته می‌شوند. اعتقاد بر این است که هاله ها نقش مهمی در توسعه و تکامل کهکشان هایی مانند کهکشان راه شیری دارند که به نظر می رسد خود توسط هاله ماده تاریک احاطه شده است.
در برابر تغییر شکل آسیب پذیر است
در این جدیدترین تحقیق، النا آسنسیو از دانشگاه بن و همکارانش به دنبال شواهدی از هاله‌های ماده تاریک در اطراف کهکشان‌های کوتوله بودند. اینها کوچکترین و رایج ترین انواع کهکشان ها هستند و می توانند در خوشه ها یا کهکشان های بزرگتر مانند کهکشان راه شیری یافت شوند. کهکشان های کوتوله به دلیل جرم کمترشان، به ویژه در برابر تغییر شکل نیروهای گرانشی اعمال شده در یک خوشه یا یک کهکشان بزرگتر در نزدیکی، آسیب پذیر هستند. با این حال، اگر کهکشان های کوتوله در هاله های ماده تاریک احاطه شوند، این اعوجاج کاهش می یابد.
برای کشف این ایده، آسنسیو و همکارانش تصاویر تلسکوپ خوشه Fornax را که سرشار از کهکشان‌های کوتوله است، بررسی کردند. این تصاویر توسط تلسکوپ بسیار بزرگ رصدخانه جنوبی اروپا گرفته شده است. سپس اخترشناسان سعی کردند مشاهدات را با استفاده از شبیه سازی های کامپیوتری بر اساس مدل استاندارد کیهان شناسی - که شامل ماده تاریک است - بازتولید کنند.
با کمال تعجب، این رویکرد موفقیت آمیز نبود. در واقع، محاسبات این تیم نشان می‌دهد که تحت مدل استاندارد، کوتوله‌های فورناکس توسط نیروی جاذبه از هم جدا می‌شوند.
فرضیه MOND
این تیم با اشتیاق برای کشف آنچه کهکشان ها را کنار هم نگه می دارد، شبیه سازی های بیشتری را انجام داد - این بار بدون ماده تاریک، و در عوض از فرضیه دینامیک نیوتنی اصلاح شده (MOND) استفاده کرد. اولین بار توسط مردهای میلگروم، فیزیکدان اسرائیلی در دهه 1980، MOND دیکته می کند که گرانش در رژیم شتاب کم قوی تر می شود. این اصلاح مشاهدات چرخشی کهکشان‌ها را بازتولید می‌کند اما در محیط‌های با شتاب بالا مانند منظومه شمسی به قانون نیوتن باز می‌گردد.
مطالعه چرخش کهکشان گرانش اصلاح شده را رد می کند، یا اینطور است؟
برخلاف ماده تاریک، MOND توانست مشاهدات Fornax را بازتولید کند و شک جدیدی را در مورد وجود ماده تاریک ایجاد کرد. در واقع، این اولین مطالعه ای نیست که نشان می دهد پویایی و تکامل برخی کهکشان ها را نمی توان با فراخوانی ماده تاریک توضیح داد - و تعداد چنین مشاهداتی در حال افزایش است. با این حال، MOND و سایر نظریه‌هایی که گرانش را اصلاح می‌کنند، کاستی‌های نظری و رصدی خاص خود را دارند - بنابراین احتمالاً خیلی زود است که از مدل استانداردی که ماده تاریک را در بر می‌گیرد، چشم پوشی کنیم.
تحقیق در شرح داده شده است اطلاعیه های ماهانه نجوم سلطنتی.
