우주론의 표준 모델은 암흑 물질 입자의 후광이 대부분의 은하를 둘러싸고 있다고 제안합니다. 그러나 이 암흑 물질의 후광은 보이지 않지만 그 질량은 주변 은하에 강한 중력을 가합니다.
의 새로운 연구 본 대학 (독일) 및 세인트 앤드류 대학교 (스코틀랜드)는 이 우주관에 도전합니다. 그 결과는 지구에서 두 번째로 가까운 은하단(포르낙스 은하단으로 알려진)의 왜소은하에는 그러한 암흑물질 후광이 없음을 시사한다.
특히 과학자들은 표준 모델을 테스트하는 혁신적인 방법을 도입했습니다. 왜소은하 근처에 있는 더 큰 은하의 중력 조석에 의해 방해를 받습니다.
Elena Asencio, Ph.D. 본 대학의 학생이자 이 이야기의 주 저자는 말했습니다. “조수는 한 물체의 중력이 다른 물체의 다른 부분을 다르게 잡아당길 때 발생합니다. 이것은 지구의 조수와 비슷합니다. 달이 달을 향하는 지구의 측면에서 달이 더 강하게 당기기 때문에 발생합니다.”
본 대학과 프라하 카를 대학의 교수인 Pavel Kroupa는 다음과 같이 말했습니다. “포르낙스 성단은 왜소은하가 풍부합니다. 최근 관찰에 따르면 이 왜성 중 일부는 마치 성단 환경이 그들을 교란시킨 것처럼 왜곡된 것처럼 보입니다.”
“표준 모델에 따르면 Fornax 왜성에서 이러한 섭동은 예상되지 않습니다. 그 이유는 에 따르면 표준 모델Walk Through California 프로그램, 암흑 물질 이 드워프의 후광은 성단에 의해 발생하는 조수로부터 부분적으로 그들을 보호해야 합니다."
내부 특성과 중력이 강한 성단 중심으로부터의 거리를 기반으로 저자들은 왜소의 예상 교란 수준을 계산했습니다. 거대하지만 질량이 작은 별질량 은하와 성단 중심 주위의 은하는 파괴나 파괴에 더 취약하다. 그들은 결과를 유럽 남방 천문대의 VLT 측량 망원경으로 수집한 이미지에서 발견한 혼란 수준과 대조했습니다.
엘레나 아센시오는 말합니다. “비교는 표준 모델에서 관찰을 설명하려는 경우를 보여주었습니다. Fornax 드워프는 드워프에 발생하는 조수가 드워프의 자체 중력보다 XNUMX배 약하더라도 클러스터 중심에서 중력에 의해 이미 파괴되어야 합니다.”
"이것은 반직관적일 뿐만 아니라 왜소은하를 교란시키는 데 필요한 외력이 왜소의 자체 중력과 거의 같다는 이전 연구와 모순됩니다."
이를 바탕으로 과학자들은 관찰된 Fornax 난쟁이의 형태를 표준 모델 내에서 일관되게 설명하는 것은 불가능하다는 결론을 내렸습니다.
그들은 Milgromian Dynamics(MOND)를 사용하여 분석을 반복했습니다. 은하를 둘러싼 암흑 물질 후광을 가정하는 대신, MOND 이론은 중력이 낮은 가속 영역에서 부스트를 경험하는 뉴턴 역학에 대한 수정을 제안합니다.
St Andrews 대학의 Indranil Banik 박사는 다음과 같이 말했습니다. "우리는 이 모델에 보호 암흑물질 후광이 없기 때문에 왜소은하가 MOND의 은하단의 극한 환경에서 살아남을 수 있을지 확신하지 못했습니다. 그러나 우리의 결과는 관찰과 Fornax 난쟁이의 교란 수준에 대한 MOND의 기대 사이에 놀라운 일치를 보여줍니다.”
Oulu 대학(핀란드)의 Aku Venhola와 European Southern Observatory의 Steffen Mieske는 다음과 같이 말했습니다. "우리가 VLT 측량 망원경으로 얻은 데이터가 우주론 모델의 철저한 테스트를 가능하게 했다는 사실을 알게 되어 매우 기쁩니다."
본 대학(University of Bonn)의 초학문적 연구 분야, 모델링 및 물질의 구성원인 Pavel Kroupa는 다음과 같이 말했습니다. “암흑물질이 역학과 역학에 미치는 영향을 테스트한 연구는 이번이 처음이 아닙니다. 은하의 진화 관측이 암흑 물질로 둘러싸여 있지 않을 때 더 잘 설명된다는 결론을 내렸습니다. 관측과 암흑물질 패러다임이 양립할 수 없음을 보여주는 출판물의 수는 매년 계속 증가하고 있습니다. 더 유망한 이론에 더 많은 자원을 투자하기 시작할 때입니다.”
세인트 앤드류 대학의 Hongsheng Zhao 박사 덧붙였다 그들의 "결과는 기본 물리학에 중요한 의미를 갖습니다. 우리는 다른 팀이 확인해야 할 예측인 다른 클러스터에서 더 많은 방해받은 왜성을 찾을 것으로 예상합니다.”
저널 참조 :
- Elena Asencio, Indranil Banik et al. 포르낙스 성단 왜소은하의 분포와 형태는 암흑물질이 부족함을 시사한다. 왕립 천문 학회 월간 고지, 515권, 2호, 2022년 XNUMX월. DOI: 10.1093/mnras/stac1765
