נראה כי מחקר על עיוות הכבידה של גלקסיות ננסיות תומך בתיאוריה של כוח משיכה שונה ולא בקיומו של חומר אפל - האחרון הוא מרכיב מרכזי במודל הסטנדרטי של הקוסמולוגיה.
חומר אפל הוא חומר היפותטי שמאמינים שהוא מהווה כ-85% מהחומר ביקום. השפעתו הגרביטציונית מונעת מעצמים גדולים כמו גלקסיות להתרחק כשהם מסתובבים וניתן למצוא עדויות לחומר אפל גם ברקע המיקרוגל הקוסמי - קרינה שנוצרה זמן קצר לאחר המפץ הגדול. עם זאת, למרות שפע הראיות העקיפות לחומר אפל, חלקיקי חומר אפל מעולם לא זוהו. כתוצאה מכך קיימות תיאוריות אחרות כדי להסביר את התנהגותן של גלקסיות, כולל אלו שמשנות את חוק הכבידה.
חושבים שחומר אפל מתקבץ יחד בהילות - אזורים גדולים של חומר אפל המוחזקים יחד על ידי כוח הכבידה. מאמינים כי הילות ממלאות תפקידים חשובים בפיתוח ובאבולוציה של גלקסיות כמו שביל החלב, שנראה בעצמה מוקפת בהילה של חומר אפל.
פגיע לעיוותים
במחקר האחרון הזה, אלנה אסנסיו מאוניברסיטת בון ועמיתיה חיפשו עדויות להילות חומר אפל סביב גלקסיות ננסיות. אלו הם הסוגים הקטנים והנפוצים ביותר של גלקסיות וניתן למצוא אותם בצבירים או בגלקסיות גדולות יותר מסביב כמו שביל החלב. בגלל המסות הנמוכות שלהן, גלקסיות ננסיות פגיעות במיוחד לעיוותים על ידי כוחות הכבידה המופעלים בתוך צביר או על ידי גלקסיה גדולה יותר בקרבת מקום. עם זאת, העיוותים הללו יצטמצמו אם הגלקסיות הננסיות היו עטפות בהילות חומר אפל.
כדי לחקור את הרעיון הזה, אסנסיו ועמיתיו בחנו תמונות טלסקופ של צביר Fornax, השופע גלקסיות ננסיות. התמונות צולמו על ידי הטלסקופ Very Large Telescope של מצפה הכוכבים הדרומי האירופי. לאחר מכן ניסו האסטרונומים לשחזר את התצפיות באמצעות הדמיות מחשב המבוססות על המודל הסטנדרטי של הקוסמולוגיה - הכולל חומר אפל.
באופן מפתיע, גישה זו לא הצליחה. ואכן, חישובי הצוות מראים על פי המודל הסטנדרטי, הגמדים של פורנקס ייקרעו לגזרים על ידי כוח המשיכה.
השערת MOND
להוט לגלות מה מחזיק את הגלקסיות יחד, הצוות עשה סימולציות נוספות - הפעם ללא חומר אפל, ובמקום זאת השתמש בהשערת הדינמיקה הניוטונית המשתנה (MOND). פותח לראשונה על ידי הפיזיקאי הישראלי מרדכי מילגרום בשנות ה-1980, MOND מכתיב שכוח המשיכה מתחזק במשטר התאוצה הנמוכה. שינוי זה משחזר את תצפיות הסיבוב של גלקסיות אך חוזר לחוק ניוטון בסביבות תאוצה גבוהה כמו מערכת השמש.
מחקר סיבוב גלקסי שולל כוח משיכה שונה, או שמא?
שלא כמו החומר האפל, MOND הצליח לשחזר את תצפיות פורנקס, והטיל ספק חדש בקיומו של החומר האפל. ואכן, זה אינו המחקר הראשון המצביע על כך שלא ניתן להסביר את הדינמיקה ואת האבולוציה של חלק מהגלקסיות באמצעות שימוש בחומר אפל - ומספרן של תצפיות כאלה הולך וגדל. עם זאת, ל-MOND ולתיאוריות אחרות שמשנות את כוח הכבידה יש חסרונות תיאורטיים ותצפיתיים משלהן - כך שכנראה מוקדם מדי לוותר על מודל סטנדרטי המשלב חומר אפל.
המחקר מתואר ב הודעות חודשיות של המלכות האסטרונומית.
