Kozmolojinin standart modeli, çoğu galaksiyi karanlık madde parçacıklarından oluşan bir halenin çevrelediğini öne sürüyor. Bununla birlikte, bu karanlık madde halesi görünmezdir, ancak kütlesi, civardaki galaksilere güçlü bir çekimsel çekim uygular.
Tarafından yeni bir çalışma Bonn Üniversitesi (Almanya) ve Saint Andrews Üniversitesi (İskoçya) bu Evren görüşüne meydan okuyor. Sonuçlar, Ocak Kümesi olarak bilinen, Dünya'nın ikinci en yakın gökada kümesindeki cüce gökadaların bu tür karanlık madde halelerinden arınmış olduğunu gösteriyor.
Özellikle bilim insanları standart modeli test etmenin yenilikçi bir yolunu geliştirdiler. cüce galaksiler yakındaki daha büyük galaksilerden gelen yerçekimsel gelgitlerden rahatsız oluyorlar.
Elena Asencio, Ph.D. Bonn Üniversitesi öğrencisi ve hikayenin baş yazarı şunları söyledi: "Gelgitler, bir cisimden gelen yerçekimi başka bir bedenin farklı kısımlarını farklı şekilde çektiğinde ortaya çıkar. Bunlar, Ay'ın Dünya'nın Ay'a bakan tarafını daha güçlü çekmesi nedeniyle ortaya çıkan Dünya'daki gelgitlere benzer."
Bonn Üniversitesi ve Prag'daki Charles Üniversitesi'nde profesör olan Pavel Kroupa şunları söyledi: “Ona Kümesi zengin bir cüce gökada popülasyonuna sahip. Son gözlemler, bu cücelerden bazılarının sanki küme ortamı onları rahatsız etmiş gibi çarpık göründüğünü gösteriyor.”
“Standart Modele göre Fornax cücelerinde bu tür tedirginlikler beklenmiyor. Bunun nedeni, kanuna göre standart model, karanlık madde bu cücelerin haleleri onları kümenin yükselttiği gelgitlerden kısmen koruyor olmalı.”
Yazarlar, iç özelliklere ve kütleçekimsel olarak güçlü küme merkezine olan mesafeye dayanarak cücelerin beklenen rahatsızlık düzeyini hesapladılar. Küme çekirdeğinin etrafındaki büyük ancak düşük yıldız kütleli gökadalar ve gökadalar, bozulma veya yıkıma karşı daha hassastır. Sonuçları, Avrupa Güney Gözlemevi'nin VLT Araştırma Teleskobu tarafından toplanan görüntülerde fark ettikleri bozulma düzeyiyle karşılaştırdılar.
Elena Asencio diyor ki: “Karşılaştırma, standart modeldeki gözlemleri açıklamak istendiğinde bunu gösterdi. Fornax cüceleri, bir cücenin üzerinde oluşturduğu gelgitler cücenin kendi yerçekiminden altmış dört kat daha zayıf olsa bile küme merkezinden gelen yerçekimi tarafından yok edilmiş olmalı."
"Bu sadece mantığa aykırı olmakla kalmıyor, aynı zamanda bir cüce galaksiyi rahatsız etmek için gereken dış kuvvetin cücenin kendi yerçekimiyle hemen hemen aynı olduğunu ortaya koyan önceki çalışmalarla da çelişiyor."
Buna dayanarak bilim insanları, Fornax cücelerinin gözlemlenen morfolojilerini standart model içerisinde kendi içinde tutarlı bir şekilde açıklamanın imkansız olduğu sonucuna vardı.
Analizi Milgrom dinamiklerini (MOND) kullanarak tekrarladılar. MOND teorisi, galaksileri çevreleyen karanlık madde halelerini varsaymak yerine, yerçekiminin düşük ivme rejiminde bir artış deneyimlediği Newton dinamiklerine yönelik bir düzeltme önermektedir.
St Andrews Üniversitesi'nden Dr. Indranil Banik şunları söyledi: "Bu modelde koruyucu karanlık madde halelerinin bulunmaması nedeniyle cüce gökadaların MOND'daki bir gökada kümesinin aşırı ortamında hayatta kalabileceğinden emin değildik. Ancak sonuçlarımız, gözlemler ile MOND'un Fornax cücelerinin rahatsızlık düzeyine ilişkin beklentileri arasında kayda değer bir uyum olduğunu gösteriyor."
Oulu Üniversitesi'nden (Finlandiya) Aku Venhola ve Avrupa Güney Gözlemevi'nden Steffen Mieske şunları söyledi: "VLT tarama teleskopu ile elde ettiğimiz verilerin kozmolojik modellerin bu kadar kapsamlı bir şekilde test edilmesine olanak sağladığını görmek heyecan verici."
Bonn Üniversitesi'nde disiplinler arası araştırma alanları, modelleme ve madde üyesi olan Pavel Kroupa şunları söyledi: “Bu, karanlık maddenin dinamikler üzerindeki etkisini test eden bir çalışmanın ilk seferi değil. galaksilerin evrimi gözlemlerin karanlık maddeyle çevrelenmediğinde daha iyi açıklanabileceği sonucuna vardı. Gözlemler ile karanlık madde paradigması arasındaki uyumsuzlukları gösteren yayınların sayısı her geçen yıl artmaya devam ediyor. Daha umut verici teorilere daha fazla kaynak yatırmaya başlamanın zamanı geldi.”
St Andrews Üniversitesi'nden Dr. Hongsheng Zhao ekledi ve bazı Asya "Sonuçların temel fizik açısından önemli etkileri var. Diğer kümelerde daha fazla rahatsız cüce bulmayı bekliyoruz, bu da diğer ekiplerin doğrulaması gereken bir tahmin."
Dergi Referans:
- Elena Asencio, Indranil Banik ve diğerleri. Ocak Kümesi cüce gökadalarının dağılımı ve morfolojileri, onların karanlık maddeden yoksun olduğunu gösteriyor. Kraliyet Astronomi Topluluğu Aylık Bildirimleri, Cilt 515, Sayı 2, Eylül 2022. DOI: 10.1093/mnras/stac1765
