Yalen tutkijaryhmä löysi kolmannen galaksin, jossa ei ole pimeää ainetta

Yalen johtama tähtitieteilijäryhmä on vahvistanut, että 67 miljoonan valovuoden päässä Maasta sijaitseva himmeä kääpiögalaksi ei sisällä pimeää ainetta. Tämä tekee siitä kolmannen tällaisen epätavallisen lineaarisen jonon varrelta löytyneen galaksin – ja tarjoaa yhden tähänastisista vahvimmista todisteista siitä, että pimeä aine on fyysinen aine, joka voidaan erottaa tavallisesta aineesta.

Kosminen jono vailla vertaa

Galaksi, NGC 1052-DF9, liittyy kahden aiemmin tunnistetun pimeän aineen puutteesta kärsivän galaksin, DF2:n ja DF4:n, joukkoon, jotka löydettiin vuosina 2018 ja 2019. Kaikki kolme sijaitsevat suorassa linjassa seitsemän muun galaksin kanssa NGC 1052 -kentässä, mikä on muodostelma, jota ei ole koskaan aiemmin havaittu, todetaan The Astrophysical Journal -lehdessä julkaistussa tutkimuksessa.arXiv.org+1

"Pimeää ainetta vailla olevaa galaksijonoa ei ole koskaan aiemmin nähty", sanoi Michael Keim, Yalen astrofysiikan tohtoriopiskelija ja tutkimuksen pääkirjoittaja. "Löytö tarjoaa yhden tähänastisista vahvimmista todisteista siitä, että nämä galaksit muodostuivat äärimmäisen ja aiemmin näkemättömän prosessin kautta, ja tarjoaa harvinaisen uuden ikkunan itse pimeän aineen luonteeseen."news.yale

Käyttämällä Keck Cosmic Web Imageria W. M. Keckin observatoriossa Maunakealla, Havaijilla, tutkijat mittasivat DF9:n tähtien liikkeitä määrittääkseen sen kokonaismassan. He havaitsivat tähtien nopeushajonnan olevan noin 6,5 kilometriä sekunnissa – mikä on sopusoinnussa pelkän näkyvän aineen gravitaatiovoiman kanssa, jonka arvioidaan olevan noin 140 miljoonaa auringon massaa. Jos DF9 sisältäisi tyypillisen pimeän aineen halon, sen massa ylittäisi 10 miljardia aurinkoa ja nopeushajonta olisi huomattavasti suurempi.The Machine Herald+2

"Bullet Dwarf" -törmäys

Kolmen pimeää ainetta vailla olevan galaksin linjaus viittaa yhteen katastrofaaliseen alkuperään. "Bullet Dwarf" -törmäysskenaariossa kaksi galaksia törmää toisiinsa äärimmäisellä nopeudella, jolloin kaasu riisutaan niiden pimeän aineen haloista. Tämä vapautunut kaasu tiivistyy sitten uusiksi galakseiksi lineaarisessa jonossa – galakseiksi, jotka syntyvät ilman pimeän aineen tukirakennetta, joka yleensä pitää tällaiset rakenteet koossa.universetoday+1

DF9 oli aiemmin tunnistettu virheellisesti supermassiiviseksi mustaksi aukoksi, ennen kuin Keim nosti sen tarkempaan analyysiin tohtoriopintojensa aikana Pieter van Dokkumin kanssa, joka on Yalen tähtitieteilijä ja raportoi ensimmäisenä pimeän aineen vajeesta DF2:ssa.physics.yale.edu+1

Miksi pimeän aineen puute todistaa pimeän aineen olemassaolon

Vastoin odotuksia, pimeää ainetta vailla olevat galaksit ovat yksi vahvimmista argumenteista sen puolesta, että pimeä aine on todellista. Jos pimeä aine olisi vain muokatun painovoiman artefakti, kuten jotkut vaihtoehtoiset teoriat esittävät, sitä ei voitaisi fyysisesti riisua pois galaksista. Se tosiasia, että DF2, DF4 ja nyt DF9 osoittavat tähtien liikkeitä, jotka ovat sopusoinnussa vain niiden näkyvän massan kanssa, viittaa siihen, että pimeä aine on erillinen aine, joka voidaan erottaa normaalista aineesta energisten törmäysten kautta.The Machine Herald+1

"Tämä järjestelmä osoittaa, että tähtiä ja galakseja voi muodostua pimeän aineen 'halojen' ulkopuolella äärimmäisissä tapahtumissa, ja osoittaa, että pimeä aine on fyysinen aine, joka voi toimia riippumattomasti normaalista aineesta tai kaasusta, haastaen vaihtoehtoiset teoriat, joiden mukaan pimeä aine on painovoimaa", Keim sanoi.news.yale