Επιβεβαιώνεται η ύπαρξη ενός γαλαξία χωρίς σκοτεινή ύλη

Πριν από τρία χρόνια, μια ομάδα αστρονόμων με επικεφαλής τον Pieter van Dokkum του Πανεπιστημίου Yale εξέπληξε την επιστημονική κοινότητα με την ανακάλυψη του γαλαξία NGC1052-DF2 που δεν περιείχε σκοτεινή ύλη. Για τον ασυνήθιστο αυτόν γαλαξία υπολογίστηκε ότι απέχει 65 εκατομμύρια έτη φωτός από τη Γη, έχει περίπου το μέγεθος του δικού μας γαλαξία, αλλά μόνο το ένα διακοσιοστό των άστρων του. Επίσης σε αντίθεση με τον δικό μας- δεν διαθέτει μαύρη τρύπα στο κέντρο του. Η ανακάλυψη, έγινε χρησιμοποιώντας το Διαστημικό Τηλεσκόπιο Hubble της NASA, ενώ επιβεβαιώθηκε και από άλλα τηλεσκόπια.

Image: NASA, ESA, STScI, Zili Shen (Yale), Pieter van Dokkum (Yale), Shany Danieli (IAS). Image processing: Alyssa Pagan (STScI)

«H εύρεση ενός γαλαξία χωρίς σκοτεινή ύλη είναι αναπάντεχη, επειδή αυτή η αόρατη μυστηριώδης ουσία αποτελεί την πιο κυρίαρχη όψη ενός γαλαξία» είχε δηλώσει τότε ο van Dokkum. Νομίζαμε ότι οι γαλαξίες ξεκινούν πάντα τη ζωή τους ως συσσωματώσεις της σκοτεινής ύλης. Στη συνέχεια συμβαίνουν όλα τα άλλα: αέριο πέφτει μέσα στη άλω της σκοτεινής ύλης, το αέριο μετατρέπεται σε άστρα, αυτά αργά μεγαλώνουν, ώσπου στο τέλος εμφανίζονται γαλαξίες όπως ο δικός μας. Όμως ο NGC1052-DF2 θέτει σε αμφισβήτηση τις κυρίαρχες ιδέες για το σχηματισμό των γαλαξιών. Αν υπάρχει σκοτεινή ύλη σε αυτόν τον γαλαξία, θα είναι ελάχιστη. Τα άστρα του αρκούν για να εξηγήσουν όλη τη μάζα του και δεν φαίνεται να υπάρχει καθόλου έξτρα χώρος για τη σκοτεινή ύλη. Έτσι προκύπτει το ερώτημα: αν ένας γαλαξίας δεν ξεκίνησε με αφετηρία τη σκοτεινή ύλη, η οποία στη συνέχεια προσέλκυσε βαρυτικά την κοινή ύλη, τότε πώς σχηματίσθηκε;

Ορισμένοι αστρονόμοι υποθέτουν ότι το εύρημα ήταν λανθασμένο. Συγκεκριμένα, αμφισβήτησαν την ακρίβεια των μετρήσεων της απόστασης του γαλαξία NGC 1052-DF2 από τη Γη.

Σε μια νέα μελέτη που δημοσιεύθηκε στο The Astrophysical Journal Letters, ο van Dokkum, ο μεταπτυχιακός φοιτητής Zili Shen και οι συνεργάτες τους, προσδιόρισαν εκ νέου την απόσταση της Γης από τον NGC 1052-DF2 και επιβεβαίωσαν το προηγούμενο εύρημα.

Σύμφωνα με τον van Dokkum, «ήταν πολύ λογικό να υπάρχουν αστροφυσικοί που αμφισβητούσαν το εύρημα, γιατί επρόκειτο για εντελώς ασυνήθιστο αποτέλεσμα. Θα ήταν ωραίο αν υπήρχε μια απλή εξήγηση, όπως μια λάθος απόσταση. Αλλά νομίζω ότι είναι πιο διασκεδαστικό και πιο ενδιαφέρον αν πράγματι πρόκειται για έναν παράξενο γαλαξία»

Ο ακριβής προσδιορισμός της απόστασης του γαλαξία DF2 από τη Γη είναι ζωτικής σημασίας για τον προσδιορισμό της σκοτεινής ύλης που περιέχει. Ο υπολογισμός της συνολικής μάζας βασίζεται στις κινήσεις των άστρων μέσα στον γαλαξία. Οι ταχύτητές τους επηρεάζονται από την βαρυτική αλληλεπίδραση. Οι ερευνητές διαπίστωσαν ότι η παρατηρούμενη αστρική μάζα, η οποία εξαρτάται από την απόσταση, ταιριάζει με τη συνολική μάζα του γαλαξία, και αφήνει ελάχιστο χώρο για σκοτεινή ύλη.

Ωστόσο, αν ο DF2 ήταν πιο κοντά στη Γη, όπως ισχυρίζονται ορισμένοι αστρονόμοι, θα ήταν εγγενώς πιο αμυδρός και με μικρότερη μάζα. Ο γαλαξίας, επομένως, θα έπρεπε να έχει περισσότερη σκοτεινή ύλη για να εξηγήσει τα παρατηρούμενα αποτελέσματα της ολικής μάζας.

Στην αρχική μελέτη, η ομάδα του van Dokkum υπολόγισε ότι ο γαλαξίας DF2 απείχε 65 εκατομμύρια έτη φωτός από τη Γη. Άλλες επιστημονικές ομάδες, που εργάζονται ανεξάρτητα, εκτίμησαν την απόσταση στα 42 εκατομμύρια έτη φωτός από την Γη.

Για τον επαναπροσδιορισμό της απόστασης, οι Van Dokkum και Shen χρησιμοποίησαν το διαστημικό τηλεσκόπιο Hubble για να παρατηρήσουν γηραιότερα άστρα του γαλαξία, ερυθρούς γίγαντες που βρίσκονται στα εξωτερικά μέρη του, και από την λαμπρότητά τους υπολόγισαν την απόσταση του γαλαξία από τη Γη.

Βρήκαν μια απόσταση στα 72 εκατομμύρια έτη φωτός, επιβεβαιώνοντας στην ουσία τον αρχικό τους υπολογισμό και το συμπέρασμα ότι ο γαλαξίας αυτός δεν περιέχει σκοτεινή ύλη.

Συνήθως όταν παρατηρούμε έναν γαλαξία βλέπουμε μόνο την κανονική ύλη που αποτελεί την «κορυφή του παγόβουνου». Δεν μπορούμε να δούμε το μεγαλύτερο μέρος της μάζας του που είναι η μυστηριώδης αόρατη σκοτεινή ύλη. Στην περίπτωση του γαλαξία DF2 αυτό που παρατηρούμε δεν είναι μόνο η κορυφή του παγόβουνου, αλλά ολόκληρο το παγόβουνο.

Ωστόσο, το μυστήριο του πώς σχηματίστηκε ένας γαλαξίας χωρίς σχεδόν σκοτεινή ύλη παραμένει. Μετά την αρχική ανακάλυψη του van Dokkum το 2018, ο αστρονόμος Shany Danieli, ανακάλυψε έναν δεύτερο γαλαξία τον NGC 1052-DF4 – που επίσης δεν περιέχει σκοτεινή ύλη. Και το 2020, μια ανεξάρτητη ερευνητική ομάδα βρήκε 19 νάνους γαλαξίες που μπορεί να μην περιέχουν σκοτεινή ύλη.

Σύμφωνα με τον Zili Shen «Υπάρχει ένα ρητό ότι οι εξαιρετικοί ισχυρισμοί απαιτούν εξαιρετικά αποδεικτικά στοιχεία και η νέα μέτρηση απόστασης υποστηρίζει κατηγορηματικά το συμπέρασμα ότι ο γαλαξίας DF2 δεν περιέχει σκοτεινή ύλη (ή περιέχει ελάχιστες ποσότητες). Μήπως λοιπόν ήρθε η ώρα να αρχίσει η συζήτηση για το πως δημιουργούνται αυτοί γαλαξίες;»

πηγή: https://news.yale.edu/2021/06/17/going-distance-confirm-galaxy-almost-no-dark-matter



Κατηγορίες:ΑΣΤΡΟΝΟΜΙΑ, ΑΣΤΡΟΦΥΣΙΚΗ, ΣΚΟΤΕΙΝΗ ΥΛΗ

Ετικέτες:

Σχολιάστε

Εισάγετε τα παρακάτω στοιχεία ή επιλέξτε ένα εικονίδιο για να συνδεθείτε:

Λογότυπο WordPress.com

Σχολιάζετε χρησιμοποιώντας τον λογαριασμό WordPress.com. Αποσύνδεση /  Αλλαγή )

Φωτογραφία Google

Σχολιάζετε χρησιμοποιώντας τον λογαριασμό Google. Αποσύνδεση /  Αλλαγή )

Φωτογραφία Twitter

Σχολιάζετε χρησιμοποιώντας τον λογαριασμό Twitter. Αποσύνδεση /  Αλλαγή )

Φωτογραφία Facebook

Σχολιάζετε χρησιμοποιώντας τον λογαριασμό Facebook. Αποσύνδεση /  Αλλαγή )

Σύνδεση με %s

Ο ιστότοπος χρησιμοποιεί το Akismet για την εξάλειψη των ανεπιθύμητων σχολίων. Μάθετε πως επεξεργάζονται τα δεδομένα των σχολίων σας.

Αρέσει σε %d bloggers: