Kuvittele himmeiden galaksien ketju helminauhana pimeydessä, paitsi että helmetiltä puuttuu näkymätön liima, jonka olemme pitkään kuvitelleet pitävän galakseja koossa. Outo. Uhmakas. Kiehtova.
NGC 1052-DF9 on tuon oudon kulkueen uusin jäsen, noin 67 miljoonan valovuoden päässä, ja se liittyy DF2:n ja DF4:n joukkoon galaksina, jonka sisäiset liikkeet voidaan selittää ilman pimeää ainetta. Tämä pieni huomio kumoaa suuren odotuksen: lähes jokainen tutkimamme galaksi vaikuttaa elävän valtavan näkymättömän massan halon sisällä, joka painaa tavallista ainetta suunnilleen viisi kertaa enemmän.
Kuinka kolme naapuria ovat kaikki päätyneet ilmeisesti riisutuiksi pimeästä tukirakenteestaan? Kuvio on liian tiivis sivuutettavaksi sattumana. DF2 yllätti tähtitieteilijät ensimmäisen kerran vuonna 2018, ja DF4 seurasi vuonna 2019, molemmat samassa kapeassa avaruuden alueessa. Myöhemmät tutkimukset paljastivat, että nämä kohteet ovat osa lineaarista kääpiögalaksuketjua, joka seuraa suurempaa NGC 1052 -järjestelmää, ja että ketjun jäsenet liikkuvat yhdessä kuin koreografia.
NGC 1052-DF9, kolmas galaksi, jonka liikkeet voidaan selittää ilman pimeää ainetta.
DF9 vaikutti lupaavimmalta lisätestiltä: saman kokoinen, saman kirkkausluokan ja verrattavissa oleva tähtijoukkojen järjestelmä. Kun Michael Keim ja Pieter van Dokkumin johtama tutkijaryhmä suuntasi kaukoputkensa ja spektrinsä kohti sitä, tulos kumosi aiemmatkin anomaliat. DF9:n tähdet eivät yksinkertaisesti kierrä kuin olisivat upotettuina massiiviseen pimeän aineen haloon.
Tämä pimeää ainetta vailla olevien kääpiöiden ketju on harvinainen luonnollinen laboratorio pimeän aineen käyttäytymisen testaamiseen.
Yksi yleistyvä hypoteesi on värikäs ja väkivaltainen, nimeltään luoti-kääpiö-skenaario. Kuvittele kaksi pientä galaksia suoran törmäyskurssin päässä. Useimmat tähdet ohittavat toisensa, sillä etäisyydet niiden välillä ovat valtavat, joten tähtien radat jatkuvat suurelta osin keskeytymättä. Pimeä aine käyttäytyy useimmissa hiukkasfysiikan malleissa samankaltaisesti ja virtaa niiden läpi. Kaasu sen sijaan on törmäävää. Pilvet paiskautuvat yhteen, hukkaavat energiaa ja asettuvat lepotilaan.
Jäljellä oleva kaasu, joka on pysähtynyt verrattuna ohittaviin pimeän aineen haloihin, voi jäähtyä ja hajota uusiksi tähdiksi. Ajan myötä nuo kaasupitoiset jäänteet voivat tiivistyä pieniksi galakseiksi, jotka ovat suhteellisesti köyhiä pimeästä aineesta, koska pimeät halot jatkoivat matkaansa. Simulaatiot osoittavat, että tämä prosessi voi tuottaa kompakteja, himmeitä järjestelmiä kuten DF2, DF4 ja nyt DF9. Se on elegantti selitys, jos alkuperäiset törmäykset ja olosuhteet osuvat juuri kohdalleen.
Outo himmeiden galaksien jälki ja tähän mennessä tutkittavat kolme: DF2, DF4 ja DF9. Hubble'n lähikuva DF9:stä on esitetty laajemman näkymän alapuolella, joka kattaa ympäröivän NGC 1052 -alueen; punainen laatikko osoittaa alueen, jolta tiedot kerättiin.
Ketju on älykkään alkuperäiskertomuksen lisäksi kauaskantoisempi. Jos nämä kääpiöt todella syntyivät äärimmäisen törmäyksen jälkeen, havainnot suosivat pimeää ainetta, joka käyttäytyy fyysisenä substanssina, esimerkiksi hiukkasina tai kenttinä, jotka liikkuvat itsenäisesti baryoniseen kaasuun nähden, enemmän kuin vaihtoehtoisia painovoimateorioita, jotka pyrkivät poistamaan pimeän aineen tarpeen. Toisin sanoen nämä poikkeukset saattavat vahvistaa sääntöä.
Silti kysymykset lisääntyvät vastauksia nopeammin. Mikä käynnisti alkuperäiset törmäykset? Kuinka yleisiä tällaiset ketjut ovat? Voisivatko havainnointiharhat vääristää kuvaamme? Ryhmän kinematiikkatutkimukset, jotka yhdistävät syväkuvauksia DECaLS:ista ja Hubblesta tarkkaan spektroskopiaan, ovat tiukentaneet rajoja, mutta ne eivät vielä ole paljastaneet selkeää todistetta.
Havainnoivan kosmologian kannalta panokset ovat konkreettisia. Jos samassa rakenteessa löydetään lisää pimeästä aineesta köyhiä kääpiöitä, ja jos simulaatiot pystyvät toistamaan sekä niiden sijoittumisen että liikkeet, saamme kontrolloidun ympäristön tutkia pimeän aineen ei-gravitaatiokäyttäytymistä tai asettaa sen ahtaisiin todisteisiin, mikäli se ei sovellu havaintoihin. Teoreetikoille nämä kohteet ovat harvinainen vertailukohta: pieniä, yksinkertaisia järjestelmiä, joissa sotkuinen baryoninen fysiikka on rajatumpaa ja pimeän aineen sormenjäljet tai niiden puute ovat helpommin luettavissa.
Uudet DF9-tulokset julkaistiin astrofysikaalisessa aikakauslehdessä ja ne seuraavat useiden julkaisujen sarjaa, jotka vähitellen muuttivat tätä taivaan kulmaa uteliaisuudesta koekentäksi. Tähtitieteilijät jatkavat NGC 1052 -alueen tarkastelua uusien ehdokkaiden varalta ja suorittavat suuremman resoluution simulaatioita tarkistaakseen, voivatko luoti-kääpiö-törmäykset tai jokin muu eksoottinen mekanismi johdonmukaisesti tuottaa lineaarisen ketjun pimeästä aineesta köyhiä galakseja.
Mitäs nyt? Jatka tarkkailua. Universumilla on tapana paljastaa salaisuuksiaan yksi outo tapaus kerrallaan, ja tämä himmeä karkailevien kääpiöiden ketju saattaa kertoa meille enemmän näkymättömästä kosmoksen rakenteesta kuin tuhat tavallista galaksiakaan.
"Olen biologi ja intohimoni on luonnon monimuotoisuus. Genomissa kirjoitan uusimmista tutkimuksista ja ympäristönsuojelusta."
Keskustelu
Jätä kommentti
Kommentit
Ei vielä kommentteja. Ole ensimmäinen.