왜소은하의 중력 왜곡에 대한 연구는 암흑 물질의 존재보다는 수정된 중력 이론을 지지하는 것으로 보입니다. 후자는 우주론의 표준 모델의 핵심 구성 요소입니다.
암흑 물질은 우주 물질의 약 85%를 구성하는 것으로 여겨지는 가상의 물질입니다. 그것의 중력 영향은 은하와 같은 큰 물체가 회전할 때 날아가는 것을 방지하고 암흑 물질에 대한 증거는 우주 마이크로파 배경(빅뱅 직후에 생성된 복사)에서도 찾을 수 있습니다. 그러나 암흑 물질에 대한 간접적인 증거가 풍부함에도 불구하고 암흑 물질 입자는 검출된 적이 없습니다. 결과적으로 만유인력의 법칙을 수정하는 이론을 포함하여 은하의 행동을 설명하는 다른 이론이 존재합니다.
암흑 물질은 중력에 의해 함께 뭉쳐진 암흑 물질의 넓은 영역인 후광으로 함께 뭉치는 것으로 생각됩니다. 후광은 암흑 물질 후광으로 둘러싸여 있는 것으로 보이는 은하수와 같은 은하의 발달과 진화에 중요한 역할을 하는 것으로 여겨집니다.
변형에 취약
이 최신 연구에서 본 대학의 엘레나 아센시오(Elena Asencio)와 동료들은 왜소은하 주변의 암흑물질 후광의 증거를 찾았습니다. 이들은 가장 작고 가장 흔한 유형의 은하이며 은하단이나 은하수와 같은 더 큰 은하를 둘러싸고 있습니다. 왜소은하는 질량이 작기 때문에 성단 내에서 또는 근처에 있는 더 큰 은하에 의해 가해지는 중력에 의한 변형에 특히 취약합니다. 그러나 왜소은하가 암흑물질 후광으로 둘러싸여 있다면 이러한 왜곡은 줄어들 것이다.
이 아이디어를 탐구하기 위해 Asencio와 동료들은 왜소은하가 많은 포르낙스 성단의 망원경 이미지를 조사했습니다. 이 사진은 유럽남부천문대의 초대형 망원경으로 촬영됐다. 그런 다음 천문학자들은 암흑 물질을 포함하는 우주론의 표준 모델(Standard Model of cosmology)에 기반한 컴퓨터 시뮬레이션을 사용하여 관측치를 재현하려고 했습니다.
놀랍게도 이 접근 방식은 성공하지 못했습니다. 실제로 팀의 계산에 따르면 표준 모델에서는 Fornax 난쟁이가 중력에 의해 찢겨질 것이라고 제안합니다.
MOND 가설
은하계를 하나로 묶고 있는 것이 무엇인지 열망하여 팀은 더 많은 시뮬레이션을 수행했습니다. 이번에는 암흑 물질 없이 수정된 뉴턴 역학(MOND) 가설을 사용했습니다. 1980년대 이스라엘 물리학자 Mordehai Milgrom에 의해 처음 개발된 MOND는 낮은 가속도 체제에서 중력이 더 강해진다고 지시합니다. 이 수정은 은하의 회전 관측을 재현하지만 태양계와 같은 높은 가속 환경에서 뉴턴의 법칙으로 되돌아갑니다.
은하 회전 연구는 수정된 중력을 배제합니까, 아니면 그렇지 않습니까?
암흑 물질과 달리 MOND는 Fornax 관측을 재현할 수 있었고, 캐스팅은 암흑 물질의 존재에 새로운 의문을 제기했습니다. 사실, 이것은 일부 은하의 역학과 진화가 암흑 물질을 불러일으키는 것으로 설명될 수 없다는 것을 제안하는 첫 번째 연구가 아니며 그러한 관측의 수가 증가하고 있습니다. 그러나 중력을 수정하는 MOND 및 기타 이론에는 이론 및 관찰상의 단점이 있습니다. 따라서 암흑 물질을 포함하는 표준 모델을 포기하기에는 너무 이릅니다.
연구는 다음에 설명되어 있습니다. Royal Astronomical의 월간 공지.
