Fornaxin galaksijoukosta löytyi kaksi galaksia, joissa ei ole juuri lainkaan pimeää ainetta

Tähtitieteilijöiden ryhmä on tunnistanut Fornaxin galaksijoukosta kaksi haamumaista galaksia, jotka näyttävät sisältävän lähes nolla pimeää ainetta. Tämä on vasta toinen tunnettu tapaus tällaisesta kaksoisparista ja lisää uusia haasteita galaksien muodostumisen standardimalleille.

Galaksit, FCC 224 ja FCC 240, sijaitsevat Fornaxin galaksijoukon laitamilla noin 60 miljoonan valovuoden päässä Maasta. Yalen yliopiston Maria Luísa Buzzon johtama tutkimus, joka ladattiin arXiv-esijulkaisupalvelimelle 22. toukokuuta ja josta Phys.org raportoi 9. kesäkuuta, käytti Very Large Telescope -teleskoopin MUSE-instrumenttia galaksien sisäisten liikkeiden mittaamiseen.phys+1

Liian hitaasti liikkuvat tähdet

Molemmilla galakseilla on erittäin alhainen nopeushajonta – niiden tähdet ja pallomaiset tähtijoukot liikkuvat niin hitaasti, että gravitaatioveto voidaan selittää pelkällä näkyvällä aineella ilman pimeän aineen haloa. Niiden dynaamiset massat puolen valon säteen sisällä vastaavat niiden tähtimassoja, jääden kauas tyypillisille kääpiögalakseille odotetuista arvoista.gadgets360+1

Molemmissa on myös epätavallisen kirkkaita pallomaisia tähtijoukkoja, joiden luminositeettifunktio on painottunut massiivisiin kohteisiin, mikä vastaa läheisesti NGC 1052-DF2:n ja NGC 1052-DF4:n piirteitä. Nämä olivat ainoat aiemmin vahvistetut pimeän aineen puutteesta kärsivät galaksiparit.phys+1

"Luotikääpiö"-skenaarion testaaminen

Tutkimus tarkastelee "luotikääpiö"-hypoteesia, jonka mukaan kahden kaasupitoisen kääpiögalaksin törmätessä suurella nopeudella niiden pimeän aineen halot kulkevat toistensa läpi, kun taas tavallinen aine törmää fyysisesti, erottaen tähdet pimeästä aineesta ja laukaisten intensiivisen tähtien muodostumisen purkauksen.phys+1

Skenaariota tukee se, että FCC 224 ja FCC 240 ovat lähes samanikäisiä – noin 10 miljardia vuotta – ja niiden pallomaiset tähtijoukot jakavat saman iän ja metallisuuden isäntägalaksiensa hajanaisten tähtirakenteiden kanssa, mikä viittaa siihen, että kaikki muodostui yhdessä väkivaltaisessa tapahtumassa.phys

Yksi ero kuitenkin erottuu. Siinä missä DF2 ja DF4 ovat noin 240 kiloparsekin päässä toisistaan ja niiden välillä on kahden megaparsekin mittainen roskavana, FCC 224 ja FCC 240 sijaitsevat vain 75 kiloparsekin päässä toisistaan ja ajautuvat kohti toisiaan vain 16 kilometrin sekuntinopeudella, muodostaen tiiviin, gravitaation sitoman parin.phys

Vaikutukset kosmologiaan

FCC 224:n löytyminen pimeän aineen puutteesta kärsivänä galaksina NGC 1052 -ryhmän ulkopuolella vahvistettiin ensimmäisen kerran vuonna 2025 W.M. Keck -observatorion avulla. Uusi tutkimus laajentaa tätä työtä osoittamalla, että sen kumppanilla FCC 240:llä on samat erikoiset ominaisuudet.keckobservatory

"Yhdessä nämä tulokset viittaavat siihen, että FCC 224 ja FCC 240 ovat saattaneet muodostua suuren nopeuden törmäyksessä, joka on samankaltainen kuin DF2:lle ja DF4:lle ehdotettu tapahtuma", tutkijat päättelevät. Jos löydös vahvistetaan, se osoittaisi, että pimeää ainetta vailla olevia galakseja luova prosessi ei ole ainutlaatuinen paikallinen erikoisuus, vaan laajempi ilmiö – jota standardit kosmologiset simulaatiot eivät ole vielä kyenneet toistamaan.phys