Astronoomid leiavad 2. galaktikat, milles puudub tumeaine

Läbipaistvat galaktikat NGC 1052-DF2 nimetatakse ultrahajutatud galaktikaks ehk UDG-ks. Kas näete selle taga asuvaid galaktikaid? See oli esimene galaktika, mille astronoomid ütlesid, et see sisaldab vähe või üldse mitte tumedat ainet. Nüüd on sama meeskond leidnud veel ühe. Pilt NASA / ESA / P kaudu. Van Dokkum / Kecki observatoorium.

Aasta tagasi teatasid astronoomid, et on leidnud esimese teada oleva galaktika, milles pole tumedat ainet. Selle nimega NGC 1052-DF2 - või lühidalt lihtsalt DF2 - see objekt asub 6, 5 miljonit valgusaastat ja on umbes sama suur kui meie Linnutee galaktika, kuid on 200 korda vähem tähti. Nüüd on sama astronoomide meeskond tagasi öeldes, et nende sõnul on tegemist tugevamate tõenditega DF2 veidra olemuse kohta. Lisaks on meeskond öelnud, et on leidnud teise galaktika, milles pole tumedat ainet. Astronoomid on avaldanud oma uurimused kahes eraldi artiklis eelretsenseeritud ajakirjas Astrophysical Journal Letters . Üks uurimus ilmus 20. märtsi 2019. aasta väljaandes ja teine ​​27. märtsil.

Yhani ülikooli astronoomia magistrand ja ühe uuringu juhtiv autor Shany Danieli kommenteeris oma avalduses:

Nii põnev on see, et me näeme midagi täiesti uut, mis on täiesti uus. Keegi ei teadnud, et sellised galaktikad eksisteerivad, ja astronoomiatudengi jaoks on maailmas parim asi avastada objekt, olgu see siis planeet, täht või galaktika, mida keegi ei teadnud ega isegi mõelnud.

Kui astronoomid mõtlevad tumeda aine üle, tulevad tihti meelde kosmoseobjektide vaadeldavad liikumised . 1970. aastatel mõistsid Vera Rubin ja Kent Ford Washingtoni Carnegie Instituudist, et meie kõrval asuva suure spiraalgalaktika, Andromeda galaktika äärealadel liiguvad tähed sama kiiresti kui keskuse lähedal olevad tähed. See tähelepanek rikkus ilmselt Newtoni liikumisseadusi, mis selgitavad näiteks seda, miks Marss liigub orbiidil aeglasemalt kui Maa (kuna see asub Päikesest kaugemal). Ja nii sündiski idee, et "midagi" nähtamatut peab eksisteerima väljaspool Andromeda galaktika ja laiemalt kõigi galaktikate nähtavaid piire. See on midagi, mida me nimetame tumeaineks.

Yale'i astronoomid uurivad ka kosmoseobjektide liikumist. Kahest uuest uuringust esimeses kasutasid nad WM Kecki observatooriumi Kecki kosmilist veebipilti (KCWI) galaktika DF2 sisemuses paiknevate globaalsete täheparvede ülitäpseks mõõtmiseks. Nad ütlesid, et nad leidsid, et erinevalt tähtedest Rubini ja Fordi 1970. aastate uuringus liiguvad need kobarad kiirusega, mis on kooskõlas galaktika massi normaalse ainega. Nende avalduses selgitati:

Kui DF2-s leiduks tumedat ainet, liiguksid kobarad palju kiiremini ... [nii] kinnitas meeskond oma esialgseid tähelepanekuid NGC 1052-DF2 või lühidalt DF2 kohta, mis näitavad, et tumeaine galaktikas praktiliselt puudub.

Teises uuringus kasutas meeskond Kecki observatooriumi madala eraldusvõimega pildispektromeetrit (LRIS), et leida teine ​​tumeda aineta galaktika, nimega NGC 1052-DF4 või lühidalt DF4. Yale'i ülikooli astronoom Pieter van Dokkum - DF4 uuringu juhtiv autor - ütles:

Teise galaktika avastamine, milles on väga vähe või puudub tume aine, on sama põnev kui DF2 esialgne avastus. See tähendab, et tõenäosus leida neist galaktikatest rohkem on nüüd suurem, kui me varem arvasime. Kuna meil pole häid ideid nende galaktikate kujunemise kohta, loodan, et need avastused julgustavad rohkem teadlasi selle pusle kallal töötama.

Nii DF2 kui ka DF4 kuuluvad suhteliselt uude galaktikate klassi, mida nimetatakse ultrahajuvateks galaktikateks (UDG). Need on sama suured kui Linnutee, kuid neil on vahemikus 100–1000 korda vähem tähti, mis muudavad need kohevaks ja poolläbipaistvaks, seetõttu on neid raske jälgida.

Iroonilisel kombel tugevdasid need astronoomid seda, et tumeaine puudumine nendes UDG-des tugevdab tumeaine teooriat. Nende avalduses selgitati:

See tõestab, et tumeaine on aine, mis pole seotud p le, et neid ei ole. Nende galaktikate avastamist on raske selgitada teooriates, mis muudavad raskusjõuseadusi suurtes mõõtkavades alternatiivina tumeda aine hüpoteesile.

Meeskond tunnustas nende tööd kriitikat teistelt astronoomidelt, kes ei uskunud nende tulemust, kui nad esimest korda oma tulemused 2018. aasta märtsis välja kuulutasid. Van Dokkum kommenteeris:

See oli kohati pisut stressirohke. Ühelt poolt peaks see teaduslik protsess toimima; näete midagi huvitavat, teised inimesed pole sellega nõus, saate uusi andmeid ja lõpuks saate rohkem teada universumi kohta. Teisest küljest, kuigi suurem osa kriitikat oli konstruktiivsed ja viisakad, polnud need kõik siiski nii. Iga kord, kui tuli välja uus kriitika, pidime rüselema ja välja mõtlema, kas oleksime millestki ilma jäänud.

Nüüd plaanib meeskond otsida rohkem seda tüüpi galaktikaid. Danieli juhib New Mexico osariigis Dragonfly teleobjektiiviga laiaulatuslikku uuringut, et otsida süstemaatiliselt rohkem näiteid ja seejärel jälgida kandidaate Kecki teleskoopide abil uuesti. Ta ütles:

Loodame järgmisena välja selgitada, kui levinud need galaktikad on ja kas nad eksisteerivad teistes universumi piirkondades. Tahame leida rohkem tõendeid, mis aitavad meil mõista, kuidas nende galaktikate omadused vastavad meie praegustele teooriatele. Loodame, et see viib meid üks samm edasi meie universumi ühe suurima müsteeriumi mõistmisel - tumeaine olemus.

Dragonfly teleobjektiiviga tehtud uuringupilt näitab objekte elliptilise galaktika NGC 1052 (keskel) väljal. Nende objektide hulgas on DF2 (vasakul vasakul) ja DF4 (üleval paremal); mõlemad on tumeda aine puudulikkusega galaktikad, mille suurus, heledus, morfoloogia, globaalsete klastrite populatsioon ja kiiruse hajutamine on sarnased. Pilt P. Van Dokkumi / STScI / ACS / Kecki observatooriumi kaudu.

Alumine rida: Yale'is asuvad astronoomid väidavad, et nad on kinnitanud oma 2018. aasta vaatlust ultrahajusest galaktikast ehk UDG-st, mis nende sõnul sisaldab vähe või üldse mitte tumedat ainet. Ja nad ütlevad, et nad on leidnud teise galaktika, milles puudub tume aine.

Allikas (DF2 uuring): endiselt puuduvad tumedad asjad: KCWI NGC1052-DF2 kõrgresolutsiooniga täheline kinemaatika

Allikas (DF4 uuring): Teine galaktika puuduv tume aine NGC 1052 rühmas

Kecki observatooriumi kaudu