Tým z Yale objevil třetí galaxii bez temné hmoty

Tým astronomů vedený Yaleovou univerzitou potvrdil, že slabá trpasličí galaxie vzdálená 67 milionů světelných let od Země neobsahuje žádnou temnou hmotu, což z ní činí třetí takovou galaxii nalezenou podél neobvyklé lineární dráhy – a nabízí jeden z dosud nejsilnějších důkazů, že temná hmota je fyzikální látka, kterou lze oddělit od běžné hmoty.

Kosmická dráha, která nemá obdoby

Galaxie NGC 1052-DF9 se připojuje ke dvěma dříve identifikovaným galaxiím s nedostatkem temné hmoty, DF2 a DF4, které byly objeveny v letech 2018 a 2019. Všechny tři leží v přímce se sedmi dalšími galaxiemi v poli NGC 1052, což je formace, která podle studie publikované v The Astrophysical Journal nebyla nikdy předtím pozorována.arXiv.org+1

„Řada galaxií postrádajících temnou hmotu nebyla nikdy předtím viděna,“ řekl Michael Keim, doktorand astrofyziky na Yale a první autor studie. „Objev poskytuje jeden z dosud nejsilnějších důkazů, že tyto galaxie vznikly extrémním a dříve neviděným procesem, a nabízí vzácné nové okno do samotné podstaty temné hmoty.“news.yale

Pomocí přístroje Keck Cosmic Web Imager na observatoři W. M. Keck Observatory na Maunakea na Havaji vědci změřili pohyby hvězd v DF9, aby určili její celkovou hmotnost. Zjistili disperzi hvězdné rychlosti přibližně 6,5 kilometru za sekundu – což odpovídá gravitačnímu tahu samotné viditelné hmoty, odhadovanému na přibližně 140 milionů hmotností Slunce. Pokud by DF9 obsahovala typické halo temné hmoty, její hmotnost by přesáhla 10 miliard Sluncí a disperze rychlosti by byla mnohem vyšší.The Machine Herald+2

Srážka typu „Bullet Dwarf“

Uspořádání tří galaxií bez temné hmoty ukazuje na jediný katastrofický původ. Ve scénáři srážky „Bullet Dwarf“ do sebe dvě galaxie narazí extrémní rychlostí, čímž se plyn zbaví svých hal temné hmoty. Tento uvolněný plyn pak kondenzuje do nových galaxií podél lineární dráhy – galaxií zrozených bez lešení z temné hmoty, které obvykle drží takové struktury pohromadě.universetoday+1

DF9 byla dříve chybně identifikována jako supermasivní černá díra, než ji Keim označil pro hlubší analýzu během své doktorské práce s Pieterem van Dokkumem, astronomem z Yale, který jako první ohlásil deficit temné hmoty u DF2.physics.yale.edu+1

Proč chybějící temná hmota dokazuje, že temná hmota existuje

Kontraintuitivně jsou galaxie postrádající temnou hmotu jedním z nejsilnějších argumentů pro to, že temná hmota je skutečná. Pokud by temná hmota byla pouze artefaktem modifikované gravitace, jak navrhují některé alternativní teorie, nemohla by být od galaxie fyzicky oddělena. Skutečnost, že DF2, DF4 a nyní i DF9 vykazují hvězdné pohyby odpovídající pouze jejich viditelné hmotnosti, naznačuje, že temná hmota je odlišná látka, kterou lze od běžné hmoty oddělit prostřednictvím energetických srážek.The Machine Herald+1

„Tento systém ukazuje, že hvězdy a galaxie mohou vznikat mimo ‚hala‘ temné hmoty při extrémních událostech a naznačuje, že temná hmota je fyzikální látka, která může působit nezávisle na běžné hmotě nebo plynu, což zpochybňuje alternativní teorie, že temná hmota je gravitace,“ řekl Keim.news.yale