25.01.2020
PL EN
04.04.2019 aktualizacja 04.04.2019

Potwierdzono istnienie galaktyk z deficytem ciemnej materii

Ultrarozmyta galaktyka NGC 1052-DF2. Źródło: NASA, ESA, P. van Dokkum (Yale University) Ultrarozmyta galaktyka NGC 1052-DF2. Źródło: NASA, ESA, P. van Dokkum (Yale University)

Gdy grupa astronomów ogłosiła, że galaktyka NGC 1052-DF2 zawiera niezwykle mało lub wcale nie ma ciemnej materii, wzbudziło to spory sceptycyzm wśród innych badaczy. Teraz jednak naukowcy mają kolejny, mocniejszy dowód na istnienie takich nietypowych galaktyk – poinformowało amerykańskie W. M. Keck Observatory.

Ciemna materia to tajemnicza substancja, której nie widać, ale o jej istnieniu astronomowie są przekonani na podstawie efektów, jakie wywiera na normalną materię (m.in. obserwacje skutków oddziaływania grawitacyjnego). Najpowszechniejsze modele opisujące budowę Wszechświata przewidują, że ciemnej materii jest kilkakrotnie więcej niż tej zwykłej, znanej nam na co dzień.

Z dotychczasowych badań wynikało, że ciemna materia jest dominująca w galaktykach, więc znalezienie galaktyki, w której brakuje tego składnika to spora niespodzianka.

„Gdy masz do dyspozycji tylko jeden obiekt, nie jest to zbyt mocny argument (...). Mimo iż dokonaliśmy wszystkich rodzajów sprawdzenia wyniku, o jakich mogliśmy pomyśleć, ciągle mogliśmy mieć obawy, że natura zastawiła na nas pułapkę i coś tylko wygląda wyjątkowo, podczas gdy tak naprawdę jest bardzo normalne” - powiedział Pieter van Dokkum z Yale University, kierujący zespołem badawczym.

Badaczom udało się jednak uzyskać aż dwa potwierdzenia, że mieli rację. W pierwszym badaniu potwierdzili, iż ich początkowe obserwacje galaktyki NGC 1052-DF2 są poprawne. Przy pomocy instrumentu Keck Cosmic Web Imager (KCWI) na jednym z 10-metrowych teleskopów Kecka dokonali dokładniejszych pomiarów, z których wynikło, że gromady kuliste w galaktyce rzeczywiście poruszają się z prędkością zgodną z masą normalnej materii w tej galaktyce. Gdyby istniała tam ciemna materia, gromady poruszałyby się znacznie szybciej.

W drugim badaniu użyto instrumentu Low Resolution Imaging Spectrometer (LRIS) na teleskopie Kecka w celu znalezienie innego przykładu galaktyki z brakiem ciemnej materii. Takim obiektem okazała się galaktyka NGC 1052-DF4.

Obie galaktyki należą do względnie nowej klasy galaktyk zwanych ultrarozmytymi galaktykami (ang. ultra-diffuse galaxies - UDGs). Mają rozmiary porównywalne z Drogą Mleczną, ale od 100 do 1000 mniej gwiazd, przez co wydają się półprzezroczyste i trudno je obserwować.

Co ciekawe, brak ciemnej materii w tych dwóch galaktykach paradoksalnie wzmacnia teorię ciemnej materii. Dowodzi bowiem, że ciemna materia to nie jest coś, co jest nieodłącznym elementem towarzyszącym zwykłej materii. Taką sytuację jest natomiast trudno opisać teoriami modyfikującymi działanie grawitacji na dużych skalach, które są konkurencyjną próbą wyjaśnienia obserwacji w stosunku do teorii zakładających istnienie ciemnej materii.

Wyniki badań opublikowano w dwóch numerach czasopisma naukowego „The Astrophysical Journal Letters” pod koniec marca. Naukowcy mają nadzieję na odkrycie większej liczby przypadków galaktyk z deficytem ciemnej materii.(PAP)

cza/ agt/

Copyright © Fundacja PAP 2020