개요
2016년에 천문학자들이 이끄는 피터 반 도쿰 예일대학교 발표 폭탄 종이 너무 희미하지만 너무 넓고 무거워서 거의 완전히 보이지 않는 은하의 발견을 주장합니다. 그들은 잠자리 44라고 불리는 이 은하의 99.99%가 암흑 물질이라고 추정했습니다.
아직 해결되지 않은 Dragonfly 44의 속성에 대한 열띤 토론이 이어졌습니다. 한편, 1,000개 이상의 유사하지만 희미한 은하가 나타났습니다.
잠자리 44와 그 ilk는 초확산은하(UDG)로 알려져 있습니다. 그것들은 가장 큰 일반 은하만큼 클 수 있지만 UDG는 매우 어둡기 때문에 망원경으로 하늘을 조사할 때 "이 은하들을 우발적으로 걸러내지 않고 잡음을 걸러내는 작업"이라고 Paul Bennet은 말했습니다. 볼티모어에 있는 우주 망원경 과학 연구소의 천문학자. 다른 은하에 풍부하게 존재하는 밝은 별 형성 가스는 UDG에서 사라진 것처럼 보이며 오래된 별의 골격만 남게 됩니다.
그들의 존재는 그들을 예측하지 못한 은하 진화론에 혼란을 일으켰습니다. van Dokkum은 "시뮬레이션에서는 나타나지 않았습니다. "그만큼 크고 희미한 은하를 만들기 위해서는 특별한 일을 해야 합니다."
Dragonfly 44 및 기타 UDG가 어떻게 탄생했는지 설명하기 위해 새로운 이론이 등장했습니다. 그리고 이 거대한 빛 얼룩은 암흑 물질의 보이지 않는 손에 대한 새로운 증거를 제공할 수 있습니다.
너무 많은 암흑 물질
중력이 가스와 별 덩어리를 한데 모으기 때문에 이들의 결합된 에너지와 운동량으로 인해 매시업이 팽창하고 회전합니다. 드디어 은하가 등장합니다.
한 가지 문제가 있습니다. 은하가 회전함에 따라 분리되어야 합니다. 그것들은 서로 달라붙을 만큼 충분한 질량과 중력을 가지고 있지 않은 것 같습니다. 암흑 물질의 개념은 누락된 중력을 제공하기 위해 발명되었습니다. 이 사진에서 은하는 비발광 입자의 더 큰 덩어리 안에 있습니다. 이 암흑 물질 "후광"은 회전하는 은하를 하나로 묶습니다.
은하의 회전 속도와 그에 따른 암흑 물질 함량을 추정하는 한 가지 방법은 별의 구형 클러스터를 계산하는 것입니다. Bennet은 "이론적 관점에서 그 이유를 알지 못하지만 이러한 "구형 성단"의 수는 측정하기 어려운 속성과 밀접한 관련이 있습니다. 2016년 논문에서 van Dokkum은 잠자리 94 내부에 있는 44개의 구상 성단을 세었습니다.
아무도 그런 것을 본 적이 없었습니다. Van Dokkum과 공동 저자는 Dragonfly 44가 "실패한 은하수"일 수 있다고 제안했습니다. 은하수 크기의 암흑 물질 후광이 있는 은하계는 초기에 별을 형성하는 가스를 강탈하여 노화된 별과 거대한 후광만 있을 뿐입니다.
또는 암흑 물질 없음
이 천체는 암흑물질이 전혀 존재하지 않는다고 주장하는 천문학자들의 관심을 끌었다. 이 연구자들은 수정 뉴턴 역학(MOND)이라고 불리는 접근 방식인 뉴턴의 중력 법칙을 대신 수정하여 은하의 중력 누락을 설명합니다.
MOND에 따르면, 각 은하에 대한 수정된 중력은 별의 질량 대 빛 비율(전체 질량을 광도로 나눈 값)에서 계산됩니다. MOND 이론가들은 힘이 이 비율에 의존하는 이유에 대해 추측하지 않지만 그들의 임시 공식은 암흑 물질을 불러올 필요 없이 대부분의 은하에서 관찰된 속도와 일치합니다.
Dragonfly 44에 대한 뉴스가 나왔을 때 MOND는 스테이시 맥고, 케이스 웨스턴 리저브 대학(Case Western Reserve University)의 천문학자, 질량 대 빛 비율로 계산하여 반 도쿰(van Dokkum)의 초기 추정치보다 더 천천히 회전해야 합니다. MOND 계산이 데이터에 맞지 않는 것 같습니다.
개요
하지만 2019년, van Dokkum의 그룹은 Dragonfly 44의 회전 속도를 하향 조정했습니다. 개선된 데이터 사용. MOND가 입증되었습니다. McGaugh는 "Dragonfly 44는 이러한 데이터가 MOND와 일치하도록 진화하는 방법의 한 예입니다.
그러나 암흑 물질을 믿는 대다수의 천문학자들에게 느린 회전 속도는 Dragonfly 44의 후광이 생각보다 작다는 것을 의미합니다. 2020년에 독립 그룹은 극적으로 적은 수의 구상 성단, 그러나 van Dokkum은 이 결과에 이의를 제기합니다. 헤일로의 크기는 여전히 불확실하지만 처음 생각했던 것보다 덜 거대할 수 있으며, 이는 Dragonfly 44가 결국 실패한 은하수가 아님을 시사합니다.
빅 올드 갤럭시
새로 발견된 기이함이 미스터리를 더욱 복잡하게 만들었습니다.
In 종이 44월에 발표된 van Dokkum의 그룹은 Dragonfly 10가 13억에서 XNUMX억 년 전에 형성된 매우 오래된 것으로 밝혀졌습니다.
그러나 그러한 오래된 은하계는 Dragonfly 44만큼 크지 않아야 합니다. 초기 우주 물체는 우주의 급속한 팽창 이전에 형성되었기 때문에 더 조밀한 경향이 있습니다.
게다가 그런 낡고 헐렁한 은하계는 지금쯤 완전히 부서졌어야 했다. Dragonfly 44가 함께 유지했다는 것은 그것이 결국 "실패한 은하수" 가설을 복원할 수 있는 막대한 암흑 물질 후광을 가지고 있음을 의미합니다. van Dokkum은 "정말 재미있는 설명입니다. 그래서 저는 그것을 좋아하지만 그것이 맞는지 모르겠습니다."라고 말했습니다.
또 다른 설명인 "고회전" 가설은 두 개의 작은 은하가 같은 방향으로 회전하면서 병합되어 결과로 나온 은하는 잠자리 44가 두 은하의 각운동량을 획득했다고 가정합니다. 이로 인해 더 빠르게 회전하여 부풀어 오르고 별을 만드는 물질을 날려 버립니다.
눈부시게 다양한 UDG
Dragonfly 44를 면밀히 조사하는 동안 천문학자들은 방대하고 다양한 다른 초확산 은하들의 목록도 작성했습니다. 이 발견은 은하가 그들이 알고 있던 것보다 더 많은 방식으로 형성된다는 결론을 내리도록 강요하고 있습니다.
새로 발견된 일부 UDG에는 암흑물질이 전혀 없는 것으로 보입니다. Van Dokkum의 그룹 그러한 은하를 식별했습니다. 2018년에 근처에서 다른 사람들의 흔적을 발견했습니다. 이번 XNUMX월 팀은 추측 in 자연 흔적은 두 은하의 오래 전에 충돌로 형성되었습니다. 충돌은 은하의 가스 흐름을 늦추었지만, 은하의 암흑 물질은 아무 일도 없었던 것처럼 계속 진행되었습니다. 그런 다음 가스는 별 덩어리로 압축되어 결국 암흑 물질이 없는 일련의 은하를 형성합니다.
한편 베넷은 두 개의 UDG를 발견했습니다. 2018년에는 다른 형성 이론을 가리키고 있습니다. 각각의 경우에 가까운 무거운 은하의 조석력이 UDG를 찢고 부풀려 가스를 훔쳐간 것으로 보입니다. (이는 무거운 은하에서 너무 멀리 떨어져 있는 Dragonfly 44를 설명할 수 없습니다.)
신기하게도, XNUMX월 신문 그들은 UDG에서 최근 별 형성을 보고했는데, 그것들이 오래된 별들만을 품고 있다는 생각과 모순됩니다.
외부적으로는 같지만 내부적으로 다른 UDG의 범위는 MOND에 대한 암흑 물질 이론을 검증할 수 있습니다. “별들이 한 은하에서는 매우 빠르게 움직이고 다른 은하에서는 매우 느리게 움직인다면, 그것은 그러한 대안 이론들에게 큰 문제입니다.”라고 van Dokkum은 말했습니다.
McGaugh는 UDG 인구 사이에 "진정한 이상치"가 있는 경우 "그것은 실제로 MOND에 문제"라는 데 동의했습니다. 그러나 그는 "그것이 자동으로 암흑 물질을 더 나은 해석으로 만들지는 않는다"고 덧붙였다.
확실한 답을 얻으려면 새로운 망원경이 필요합니다. 새로 작동하는 James Webb 우주 망원경은 초기 우주에서 형성되었을 때 나타난 멀리 떨어진 은하를 이미 발견했으며, 이는 초기 아이디어를 테스트하고 개선하는 데 도움이 될 것입니다.
van Dokkum은 "가장 큰 시사점은 우리가 여전히 바깥에 무엇이 있는지 모른다는 것입니다."라고 말했습니다. "우리가 발견하지 못한 매우 크고, 매우 가깝고, 특이한 성질을 가진 은하가 있으며, 수십 년 동안 하늘을 연구한 후에도 현재 카탈로그에 없습니다."
