Standardni model kozmologije kaže, da halo delcev temne snovi obdaja večino galaksij. Vendar je ta halo temne snovi neviden, vendar njegova masa izvaja močno gravitacijsko privlačnost galaksij v bližini.
Nova študija, ki jo Univerza v Bonnu (Nemčija) in Univerza Saint Andrews (Škotska) izziva ta pogled na vesolje. Rezultati kažejo, da so pritlikave galaksije druge Zemlji najbližje galaktične jate – znane kot jata Fornax – brez takšnih halojev temne snovi.
Predvsem znanstveniki so uvedli inovativen način testiranja standardnega modela glede na to, koliko pritlikave galaksije motijo gravitacijske plime iz bližnjih večjih galaksij.
Elena Asencio, dr. študent na univerzi v Bonnu in glavni avtor zgodbe, je dejal, »Plimovanje nastane, ko gravitacija enega telesa različno vleče različne dele drugega telesa. Te so podobne plimovanju na Zemlji, ki nastane, ker luna močneje vleče tisto stran Zemlje, ki je obrnjena proti luni.«
Pavel Kroupa, profesor na Univerzi v Bonnu in Karlovi univerzi v Pragi, je dejal, »Jata Fornax ima bogato populacijo pritlikavih galaksij. Nedavna opazovanja kažejo, da so nekateri od teh pritlikavcev videti popačeni, kot da bi jih motilo okolje gruč.«
»Takšne motnje v pritlikavcih Fornax po standardnem modelu niso pričakovane. To je zato, ker po mnenju standardni modelje temna snov haloji teh pritlikavk bi jih morali delno ščititi pred plimovanjem, ki ga dviguje kopica.«
Na podlagi notranjih značilnosti in oddaljenosti od gravitacijsko močnega središča jate so avtorji izračunali pričakovano stopnjo motenj pritlikavk. Velike, vendar majhne galaksije zvezdne mase in galaksije okoli jedra jate so bolj dovzetne za motnje ali uničenje. Rezultate so primerjali s stopnjo motenj, ki so jih opazili na slikah, ki jih je zbral raziskovalni teleskop VLT Evropskega južnega observatorija.
Elena Asencio pravi, »primerjava je pokazala, da če želimo razložiti opažanja v standardnem modelu. Pritlikavke Fornax bi morale že uničiti gravitacija iz središča jate, tudi če so plime, ki jih dvigne na pritlikavko, štiriinšestdeset-krat šibkejše od lastne gravitacije pritlikavke.«
"Ne samo, da je to kontraintuitivno, ampak je tudi v nasprotju s prejšnjimi študijami, ki so ugotovile, da je zunanja sila, potrebna za motenje pritlikave galaksije, približno enaka lastni gravitaciji pritlikave galaksije."
Na podlagi tega so znanstveniki ugotovili, da je nemogoče razložiti opažene morfologije pritlikavcev Fornax na samoskladen način znotraj standardnega modela.
Analizo so ponovili z uporabo Milgromian dynamics (MOND). Namesto predpostavke o halojih temne snovi, ki obkrožajo galaksije, teorija MOND predlaga popravek Newtonove dinamike, s katero se gravitacija poveča v režimu nizkih pospeškov.
Dr. Indranil Banik z univerze St Andrews je dejal, »Nismo bili prepričani, da bodo pritlikave galaksije lahko preživele ekstremno okolje jate galaksij v MOND, zaradi odsotnosti zaščitnih halojev temne snovi v tem modelu. Toda naši rezultati kažejo izjemno soglasje med opazovanji in pričakovanji MOND glede stopnje motenj pritlikavcev Fornax."
Aku Venhola z Univerze v Ouluju (Finska) in Steffen Mieske iz Evropskega južnega observatorija sta povedala, "Vznemirljivo je videti, da so podatki, ki smo jih pridobili z raziskovalnim teleskopom VLT, omogočili tako temeljit preizkus kozmoloških modelov."
Pavel Kroupa, član transdisciplinarnih raziskovalnih področij, modeliranja in materije na Univerzi v Bonnu, je dejal, »To ni prvič, da je študija, ki preizkuša učinek temne snovi na dinamiko in evolucija galaksij ugotovil, da so opazovanja bolje razložena, če niso obdana s temno snovjo. Število objav, ki prikazujejo nezdružljivost med opazovanji in paradigmo temne snovi, se vsako leto povečuje. Čas je, da začnemo vlagati več sredstev v bolj obetavne teorije.«
Hongsheng Zhao z Univerze St Andrews dodal, da njihove »Rezultati imajo velike posledice za temeljno fiziko. Pričakujemo, da bomo našli več motečih pritlikavcev v drugih grozdih, napoved, ki bi jo morale preveriti druge ekipe.
Referenca dnevnika:
- Elena Asencio, Indranil Banik idr. Porazdelitev in morfologija pritlikavih galaksij v jati Fornax nakazujejo, da nimajo temne snovi. Mesečna obvestila Royal Astronomical Society, zvezek 515, številka 2, september 2022. DOI: 10.1093/mnras/stac1765
