In zwei Galaxien fanden überhaupt nicht die dunkle Materie. Was ist Los?

Ähnlich wie die Wellen in einem Teich zeigt an, dass jemand einen Stein geworfen hat, lief Wasserzähler oder ein Frosch springt rein, die Existenz der geheimnisvollen Materie — die dunkle Materie — wird durch seine umfassenden Einfluss auf den Kosmos. Die Astronomen können nicht ihn direkt zu beobachten, aber die Gravitation der dunklen Materie bestimmt die Geburt, die Form und die Bewegung von Galaxien. Das macht die Entdeckung des vergangenen Jahres völlig unerwartet: in einem seltsamen, diffusen Galaxie fanden überhaupt nicht die dunkle Materie. Denken, das ist alles? Da es nicht so ist.

ohne dunkle Materie

Einige Wissenschaftler begrüßten diese Entdeckung. Andere äußerten Ihre Zweifel, kritisierte die Messung von Entfernungen und Bewegungen der Galaxie. Der Einsatz ist hoch: wenn in dieser Galaxie wirklich nicht genug dunkle Materie, das paradoxerweise bestätigt die Existenz dieser Substanz.

Und hier das ursprüngliche Team hat den zusätzlichen Beweise für seine ursprüngliche Entdeckung. Außerdem entdeckt wurde die zweite Galaxie mit ähnlichen Symptomen. Dort, wo es vorher war eine ультрадиффузная Galaxie, frei von der dunklen Materie (auf den ersten Blick), jetzt sind es zwei.

«Ein Objekt ist immer möglich, abschreiben wie ein Einhorn, aber sobald Sie finden, dass zwei Einhörner, du fängst an, über die mögliche Existenz von Einhörnern», sagt Michael Бойлан-koltschin, Astronom an der Universität von Texas in Austin, der nicht die Teilnahme an dieser Studie. «Und dann beginnst du nachzudenken, Woher Sie kommen, was sind Ihre Eigenschaften und wie Sie verbreitet werden».

auf der Suche nach Einhörner

Zwei für uns interessante Galaxie sehr stumpf und weit entfernt von der Erde: Photonen aus Ihrer Sternhaufen begannen zu Reisen in Richtung unseres Planeten in den letzten Tagen der Herrschaft der Dinosaurier, vor etwa 65 Millionen Jahren. Die erste Galaxie NGC 1052-DF2 mit der Größe der Milchstraße, enthält aber 100-mal weniger Sterne. Neue Galaxie NGC 1052-DF4 Verbinder-anlagenoption befindet sich im selben Bereich des Himmels und in Größe und Gewicht etwa die gleiche.

Im März letzten Jahres Wissenschaftler unter der Leitung von Shani Danieli und Peter Van Доккумом der Yale University veröffentlichten eine Studie, in der geschätzt Größe NGC 1052-DF2, beobachtete seine Sternenlicht, und auch die Bewegungen der Sternhaufen, die Sie umgeben. Wenn NGC 1052-DF2 enthielt so viel dunkle Materie, wie viel von Ihr in der Regel erwarten die Astronomen, dass die dunkle Materie hat würde Orbital Geschwindigkeit dieser stellaren Phänomenen. Aber Sie bewegen sich träge, was darauf hinweist, dass die dunkle Materie fehlt. Kritiker haben auf die Tatsache, dass die Geschwindigkeit dieser Sternhaufen wurden falsch berechnet — und auch wenn Ihre Berechnungen korrekt sind , die Größe der Stichprobe von nur 10 Sternhaufen war zu bescheiden für eine zuverlässige Bestimmung der Lager der dunklen Materie in NGC 1052-DF2.

Im Oktober Danieli beschloss, dieses Thema anzugehen, verwenden eine andere Technik. Sie nahm Keck Cosmic Web Imager, ein neues Werkzeug, ein neu installiertes hinter dem riesigen 10-Meter-Hauptspiegel des Teleskops Kuchen auf Hawaii. Dieses Gerät misst das Licht von sehr schwachen Objekten mit extrem hoher Auflösung, so dass es das perfekte Werkzeug für die Studie ультрадиффузных Galaxien wie NGC 1052-DF2. Dieses Werkzeug war so gut, dass Danieli musste nicht mehr um Ihre Bewegungen zu studieren-Sternenhimmel Ansammlungen von, um zu bestimmen, die Masse der Galaxie. Stattdessen konnte Sie eine Menge direkt an, unter Verwendung der Sternenlicht-Galaxie.

In Bezug auf Informationen, Sternenlicht enthält es viele. Teilt das Licht in die Komponenten seiner Farbe (das nennt man Spektroskopie), können die Wissenschaftler bestimmen die Zusammensetzung der Sterne, Ihr Alter, die die Richtung der Bewegung im Raum und die Geschwindigkeit. Die meisten dieser Informationen wird in Form von Spektrallinien — lineare Elemente, eingebettet im Spektrum der Sterne infolge Strahlung oder Absorption der verschiedenen chemischen Elemente. Werkzeug Kuchen Spektrum gemessen über 10 Millionen Sterne in der Milchstraße DF2. Die Größe der Streuung zwischen der schnellsten und der langsamsten Sternen in der Galaxie gibt eine Vorstellung davon, wie viel Materie mit Ihnen interagiert. Je mehr Materie — dunkle oder noch welche — desto größer ist die Streuung der Geschwindigkeiten der Sterne.

«Zu unserer eigenen überraschung, wir Maßen extrem enge spektrale Linien, die lassen sehr wenig Platz für die größere Masse, neben der Masse, der Einfügungsdämpfungs Sternen in der Galaxie», sagt Danieli. Dunkle Materie einfach kein Platz.

Inzwischen, Eric Эмселлем von European Southern Observatory und seine Kollegen untersuchten die Galaxie mit einem Sehr Großen Teleskop in der Chilenischen Atacama-Wüste. Sie fanden auch langsamen Varianz, die unterstützt das Skript die fehlende dunkle Materie.

Nicolas Martin, Astronom der Straßburger Universität in Frankreich, war einer der Kritiker des ursprünglichen Artikels. Eine weitere Studie, veröffentlicht im vergangenen Jahr, es wird behauptet, dass zu hart bewerten die Masse der Galaxie DF2 auf der Grundlage der Bewegungen der umgebenden stellaren Ansammlung von. Aber Martin sagt, dass es beruhigt die letzten Ergebnisse Danieli und Эмселлем.

«ist Es möglich geworden Dank neuer Geräte, die Gewinne auf den größten Teleskope auf dem Planeten. Und, um ehrlich zu sein, mir vor einem Jahr nicht klar war, dass es machbar ist. Vor einem Jahr war ich nicht bereit zu sagen, dass dieses System wird gerade unbedingt komisch, weil ich dachte, dass die Messung nicht unterstützt Daten in vollem Umfang. Aber nun, da gibt es zwei verschiedene Teams, die Maßen den Umfang der Geschwindigkeiten der Sterne selbst, ich denke, es ist offensichtlich geworden, dass Fremdheit ein».

Die Ergebnisse der Arbeit Danielivorgestellt wurden auf der Konferenz zur dunklen Materie an der Princeton University und veröffentlicht in Astrophysical Journal Letters.

Insgesamt ist Ihre Studie legt nahe, dass es eine ganze Klasse von solchen Armen der dunklen Materie die Galaxien.

auf der Suche nach fehlenden Materie

Einige Astronomen zerbrechen sich den Kopf darüber, wie eine solche Galaxie bilden können und wo ist die dunkle Materie. Бойлан-koltschin sagt, dass eine der Möglichkeiten ist die Anziehungskraft der benachbarten, viel größeren Galaxie, getrennt von der dunklen Materie. Oder DF2 und DF4 Verbinder-anlagenoption werden können Galaxien nicht ganz und gar, und bescheidenen Ansammlungen von Sternen, маскирующимися unter der Galaxie; in diesem Fall ist diese isolierte Gruppen von Sternen können sich aus kollidierenden Jets des Gases und ergibt sich aus einem anderen Ort. Oder werden noch mehr langweilige Szenarien, wie zum Beispiel die Orientierung der Galaxien relativ zur Erde, die sich negativ auf den Erhalt der genauen spektralen Messungen Ihrer Bewegungen.

Eins ist sicher klar: wenn keine gewichtigen Zweifel nicht erscheint, keine dunkle Materie in Galaxien überzeugend zeigen, dass diese Substanz отделимо von Sternen, Gas, Staub und anderen normalen Materie. Und das wiederum stärkt argument für die Existenz der dunklen Materie.

Auf den heutigen Tag niemand genau fand die dunkle Materie, trotz Jahrzehnten der aktiven Suche. Das fehlen von beweisen aufgefordert werden einige Astrophysiker Suche nach alternativen Möglichkeiten der Modellierung von Galaxien und Steuerung Ihrer Bewegung durch das auftreten von Hypothesen wie «Emergent Gravity» und «modifizierten Newtonschen Dynamik». Die Befürworter dieser Hypothesen behaupten, dass die Mehrheit der Astronomen glaubt, dass dunkle Materie kann sich das Phänomen, das Auftritt, aus der Physik, die wir nicht verstehen. Aber in diesem Fall ist diese seltsame Galaxie sprechen dafür, dass die Alternative falsch sind und dass die dunkle Materie kann wirklich der Grund sein.

Nun, wir werden sehen. Vergessen Sie nicht, mit Nachrichten, um zu sehen die dunkle Materie die ersten.