การศึกษาการบิดเบือนแรงโน้มถ่วงของดาราจักรแคระดูเหมือนจะสนับสนุนทฤษฎีแรงโน้มถ่วงดัดแปลงมากกว่าการมีอยู่ของสสารมืด ซึ่งเป็นองค์ประกอบสำคัญของแบบจำลองมาตรฐานของจักรวาลวิทยา
สสารมืดเป็นสารสมมุติที่เชื่อว่าประกอบด้วยประมาณ 85% ของสสารในเอกภพ อิทธิพลของแรงโน้มถ่วงป้องกันไม่ให้วัตถุขนาดใหญ่ เช่น กาแลคซี บินออกจากกันในขณะที่พวกมันหมุนตัว และหลักฐานของสสารมืดยังสามารถพบได้ในพื้นหลังของไมโครเวฟคอสมิก ซึ่งเป็นการแผ่รังสีที่ถูกสร้างขึ้นหลังจากบิกแบงไม่นาน อย่างไรก็ตาม แม้จะมีหลักฐานทางอ้อมมากมายเกี่ยวกับสสารมืด แต่ก็ไม่เคยตรวจพบอนุภาคสสารมืดเลย เป็นผลให้มีทฤษฎีอื่น ๆ เพื่ออธิบายพฤติกรรมของกาแลคซีรวมถึงทฤษฎีที่ดัดแปลงกฎแห่งความโน้มถ่วง
เชื่อกันว่าสสารมืดจะเกาะกลุ่มกันเป็นรัศมี ซึ่งเป็นบริเวณขนาดใหญ่ของสสารมืดที่ยึดเหนี่ยวกันด้วยแรงโน้มถ่วง เชื่อกันว่ารัศมีมีบทบาทสำคัญในการพัฒนาและวิวัฒนาการของกาแลคซี เช่น ทางช้างเผือก ซึ่งดูเหมือนจะล้อมรอบด้วยรัศมีสสารมืด
เสี่ยงต่อการเสียรูป
ในงานวิจัยล่าสุดนี้ Elena Asencio จาก University of Bonn และเพื่อนร่วมงานได้ค้นหาหลักฐานของรัศมีสสารมืดรอบกาแลคซีแคระ กาแล็กซีเหล่านี้เป็นประเภทที่เล็กที่สุดและพบได้บ่อยที่สุด และสามารถพบได้ในกระจุกหรือรอบๆ กาแล็กซีขนาดใหญ่กว่า เช่น ทางช้างเผือก เนื่องจากมวลที่ต่ำกว่า กาแลคซีแคระจึงมีความเสี่ยงเป็นพิเศษต่อการเสียรูปโดยแรงโน้มถ่วงที่กระทำภายในกระจุกดาวหรือจากกาแลคซีขนาดใหญ่ที่อยู่ใกล้เคียง อย่างไรก็ตาม การบิดเบือนเหล่านี้จะลดลงหากกาแลคซีแคระถูกห่อหุ้มด้วยรัศมีสสารมืด
ในการสำรวจแนวคิดนี้ Asencio และเพื่อนร่วมงานได้ตรวจสอบภาพจากกล้องโทรทรรศน์ของ Fornax Cluster ซึ่งเต็มไปด้วยดาราจักรแคระ ภาพเหล่านี้ถ่ายโดยกล้องโทรทรรศน์ Very Large ของหอสังเกตการณ์ทางใต้ของยุโรป จากนั้นนักดาราศาสตร์พยายามทำซ้ำการสังเกตโดยใช้การจำลองด้วยคอมพิวเตอร์ตามแบบจำลองมาตรฐานของจักรวาลวิทยา ซึ่งรวมถึงสสารมืดด้วย
น่าแปลกที่วิธีนี้ไม่ประสบความสำเร็จ อันที่จริง การคำนวณของทีมแนะนำภายใต้แบบจำลองมาตรฐาน คนแคระ Fornax จะถูกฉีกออกจากกันโดยแรงโน้มถ่วง
สมมติฐานของ MOND
ด้วยความกระตือรือร้นที่จะค้นพบสิ่งที่ยึดกาแลคซีไว้ด้วยกัน ทีมงานได้ทำการจำลองเพิ่มเติม โดยคราวนี้ไม่มีสสารมืด และใช้สมมติฐาน Modified Newtonian Dynamics (MOND) แทน MOND พัฒนาขึ้นครั้งแรกโดยนักฟิสิกส์ชาวอิสราเอล Mordehai Milgrom ในช่วงปี 1980 โดย MOND กำหนดว่าแรงโน้มถ่วงจะแข็งแกร่งขึ้นในระบอบการปกครองของความเร่งต่ำ การดัดแปลงนี้จำลองการสังเกตแบบหมุนของกาแลคซี แต่เปลี่ยนกลับเป็นกฎของนิวตันในสภาพแวดล้อมที่มีความเร่งสูง เช่น ระบบสุริยะ
การศึกษาการหมุนรอบตัวเองของกาแล็กซีได้กำหนดแรงโน้มถ่วงที่ดัดแปลงแล้วหรือไม่?
ซึ่งแตกต่างจากสสารมืด MOND สามารถทำซ้ำการสังเกตของ Fornax ทำให้เกิดข้อสงสัยใหม่เกี่ยวกับการมีอยู่ของสสารมืด อันที่จริง นี่ไม่ใช่การศึกษาแรกที่เสนอว่าพลวัตและวิวัฒนาการของกาแลคซีบางแห่งไม่สามารถอธิบายได้ด้วยการเรียกใช้สสารมืด และจำนวนการสังเกตดังกล่าวก็เพิ่มมากขึ้น อย่างไรก็ตาม MOND และทฤษฎีอื่นๆ ที่ดัดแปลงแรงโน้มถ่วงมีข้อบกพร่องทางทฤษฎีและการสังเกตของตัวเอง ดังนั้นจึงอาจยังเร็วเกินไปที่จะเลิกใช้แบบจำลองมาตรฐานที่รวมเอาสสารมืดเข้าไว้ด้วยกัน
งานวิจัยได้อธิบายไว้ใน ประกาศรายเดือนของกรมดาราศาสตร์.
