Tajemnica brakującej ciemnej materii galaktyki rozwiązana

Mała, tajemnicza galaktyka oddalona o 44 miliony lat świetlnych w końcu ujawnia swoje sekrety. Galaktyka NGC 1052-DF4, ujawniona w zeszłym roku z szokująco niską ilością ciemnej materii, stanowiła poważne wyzwanie dla naszych modeli formowania się galaktyk.

Według nowych badań w NGC 1052-DF4 rzeczywiście brakuje ciemnej materii – ale tylko dlatego, że porwała ją inna pobliska galaktyka.

„Ciemnej materii nie ma, ponieważ została już usunięta” – powiedziała astrofizyk Mireia Montes z University of New South Wales w Australii i Space Telescope Science Institute.

„Odkryliśmy, że przyciąganie grawitacyjne pobliskiej masywnej galaktyki NGC1035 usuwa jej gwiazdy – i ciemną materię”.

Odkrycie NGC 1052-DF4 (lub w skrócie DF4) zostało ogłoszone w zeszłym roku. Była to druga galaktyka tego typu – słaba, ultra-rozproszona galaktyka (UDF), w której stwierdzono poważne wyczerpanie ciemnej materii. Pierwszą była NGC 1052-DF2 (DF2), a DF4 stanowiło potwierdzenie, że mogą istnieć galaktyki z niewystarczającą ilością ciemnej materii.

Problem polegał na tym, że zgodnie z naszymi obecnymi modelami ciemna materia jest przede wszystkim niezbędna do powstania galaktyk.

Nie wiemy, czym jest ciemna materia i nie możemy jej bezpośrednio wykryć, ale wiemy, że większość galaktyk ma o wiele większą grawitację niż ich normalna, wykrywalna materia. We Wszechświecie jest jakaś ukryta masa, która tworzy to dodatkowe przyciąganie, a bez niej, zgodnie z naszym rozumieniem formowania się galaktyk, nie byłoby wystarczającej grawitacji, aby materia zapadła się w dół i utworzyła małe galaktyki.

Sprawa wydawała się zbliżać do rozwiązania, gdy zespół astrofizyków odkrył, że DF2 jest w rzeczywistości dużo bliżej nas, niż początkowo sądzono. Oznaczało to, że ma znacznie mniejszą masę niż sugerowały wstępne obliczenia, a udział normalnej materii był znacznie niższy. Po zakończeniu obliczeń opartych na poprawionej odległości DF2 miał dość normalną ilość ciemnej materii.

Następnie skupili swoją uwagę na DF4. Wydawało się też, że jest znacznie bliżej … ale nadal coś było nie tak. Prędkości gromad gwiazd wewnątrz galaktyki wciąż sugerowały, że ciemnej materii było znacznie mniej niż powinno.

Słaba galaktyka jest bardzo trudna do zobaczenia, więc Montes i jej koledzy zarezerwowali czas na niektóre z najpotężniejszych teleskopów na świecie, aby sprawdzić, czy mogą dowiedzieć się, dlaczego.

Używając Teleskopu IAC80, Gran Telescopio Canarias i Kosmicznego Teleskopu Hubble’a, wykryli gwiazdy wyciągane z DF4, co jest zgodne z interakcją ze znacznie większą galaktyką spiralną NGC 1035. Proces ten, w którym większe ciało „zakłóca” grawitację mniejszy, jest znany jako zakłócenie pływowe.

„Wstępne prace wykazały, że galaktyka ma bardzo „zrelaksowany” symetryczny kształt, co sugeruje, że żadne zewnętrzne siły jej nie zakłócały” – powiedziała Montes .

“Ale nasze głębokie zdjęcia pokazują, że w rzeczywistości galaktyka ta jest pod wpływem sąsiedniej galaktyki – jest właśnie uchwycona na początku interakcji. Wewnętrzna część galaktyki zachowuje swój kształt, ale zewnętrzne, w słabszych częściach widać te „ogony pływowe”: gwiazdy, które zostały już oddzielone od galaktyki”.

Montes zauważyła, że ponieważ ciemna materia otacza galaktyki dużym halo, to odpływowe wypieranie usunęłoby większość ciemnej materii z mniejszej galaktyki, zanim wpłynie na gwiazdy. Gwiazdy zaczynają być usuwane dopiero, gdy zawartość ciemnej materii spadnie poniżej 10 do 15 procent całkowitej masy galaktyki.

Jest to zgodne z obserwacjami zespołu. UDF mają zwykle wysoki udział ciemnej materii – około 99 procent całkowitej masy galaktyki. W przypadku DF4 zespół oszacował, że ciemna materia stanowi zaledwie jeden procent całkowitej masy.

Ponieważ ciemna materia jest zasadniczo grawitacyjnym klejem, który utrzymuje razem galaktyki, oznacza to również, że czas DF4 we Wszechświecie jest ograniczony.

„Z czasem” – powiedział astrofizyk Ignacio Trujillo z Instituto de Astrofísica de Canarias – „NGC1052-DF4 będzie kanibalizowana przez duży system wokół NGC1035, przynajmniej niektóre z gwiazd będą unosić się swobodnie w przestrzeni kosmicznej.”

Badania zostały opublikowane w The Astrophysical Journal.

Źródło: Michelle Starr

The case of the missing dark matter: new suspect found in galactic mystery

It’s Real: Astronomers Just Discovered a Second Galaxy With No Dark Matter

That Freaky Discovery of Galaxies With No Dark Matter Seems to Be Debunked

We Just Discovered a Galaxy Without Dark Matter, And Astronomers Are Freaking Out

New Hubble Data Explains Missing Dark Matter

The Galaxy “Missing Dark Matter” NGC 1052-DF4 is Undergoing Tidal Disruption

Zdjęcie: M. Montes et al.

Tematy:
Subscribe
Powiadom o
guest
0 komentarzy
Inline Feedbacks
View all comments
0
Would love your thoughts, please comment.x
()
x