Galaxie scheint dunkle Materie zu fehlen, stumpf Astronomen

Die kürzlich entdeckte Galaxie ist so diffus, dass Sie durch sie hindurch andere, weiter entfernte Galaxien sehen können.Vergrößern / Die kürzlich entdeckte Galaxie ist so diffus, dass Sie es können sehen Sie andere, weiter entfernte Galaxien. NASA, ESA und P. van Dokkum

Dunkle Materie und Galaxien gehen normalerweise Hand in Hand. Dunkle Materie scheint nötig zu sein, um genügend Material zur Bildung des Zeichens zu haben Galaxie und ihre Sterne sowie Halos dunkler Materie halten Galaxien fern auseinander drehen, wie sie sich drehen. Wissenschaftler waren also mehr als ein bisschen überrascht, eine Galaxie zu finden, die wenig bis gar keine dunkle Materie enthält alle. Weiter verwirrend erscheint die Galaxie äußerst ähnlich für andere, die fast ausschließlich aus dunkler Materie bestehen.

Zeitlupe

Dies war einer jener Fälle, in denen die Entdeckung mit dem begann Satz “huh, das sieht komisch aus.” Die Verrücktheit kam mit freundlicher Genehmigung von Dragonfly Array, eine Sammlung kleiner Teleskope zum Aufnehmen schwache Gegenstände. Bei der Beobachtung wird eine Ansammlung von Galaxien genannt In der NGC 1052-Gruppe entdeckte das Array ein Objekt, das aufgetaucht war in anderen Erhebungen dieser Region des Himmels.

“Es fiel uns durch den bemerkenswerten Kontrast auf Sein Auftritt in Dragonfly-Bildern und Sloan Digital Sky Survey Daten “, schreiben die Autoren des Papiers, das das Objekt beschreibt. Libelle sah es als ein diffuses Objekt mit einigen Strukturen darin; Sloan stellte es sich als Sammlung verschiedener Objekte vor.

Genauere Beobachtungen mit dem Hubble und dem 10-Meter-Keck Teleskope zeigten, dass das Objekt, das jetzt als NGC1052 – DF2 bezeichnet wurde, eine Mitglied einer kürzlich entdeckten Klasse von Objekten namens ultradiffuse Galaxien. “Dieses Ding ist erstaunlich”, sagte die Mannschaft Mitglied Pieter van Dokkum, “ein gigantischer Blob, den Sie sehen können durch. Es ist so spärlich, dass man alle dahinter liegenden Galaxien sieht. Es ist buchstäblich eine durchsichtige Galaxie. ”

Ultra-Diffuse Galaxien wurden bereits in anderen identifiziert Galaxienhaufen. Einige von ihnen scheinen normale Galaxien zu sein wurden durch Wechselwirkungen mit den meisten ihrer Sterne und Gase befreit andere Mitglieder des Clusters, so dass sie unglaublich dunkle Materie Reich.

Um festzustellen, ob dies bei NGC1052 – DF2 der Fall ist, Die Forscher verwendeten das Keck-Teleskop, um einige der Strukturen abzubilden das schien in der Galaxie vorhanden zu sein (die Objekte erschienen) helle Versionen der Kugelsternhaufen in anderen zu sein Galaxien, einschließlich unserer eigenen). Die Bilder von ihnen ermöglichten die Recherche Team, um ihre Bewegungen in der Galaxie zu bestimmen, die könnten, Geben Sie wiederum ein Maß für die Menge der beteiligten Masse an in die Objekte an Ort und Stelle zu halten.

Die Antworten waren ziemlich überraschend. Die Daten auf dem 10 globular Cluster, die das Team verfolgt hat, haben gezeigt, dass sie sich viel langsamer bewegen als wäre zu erwarten. Das führte zu einer geschätzten Masse, die extrem war niedrig für eine Galaxie – in der Größenordnung von 108 Sonnenmassen. Verwenden Die von der Galaxie emittierte Lichtmenge ergab eine Schätzung von die Gesamtmasse der Sterne in der Galaxie, die auch in der war Nachbarschaft von 108. Normalerweise schließen wir, dass es gibt dunkle Materie herum, weil die Galaxie viel mehr zu haben scheint Materie als die Menge von den Sternen, die wir sehen können. Aber in In diesem Fall gibt es einen minimalen Unterschied zwischen den beiden.

Nicht so dunkel

Tatsächlich ist die beste Anpassung für die Bewegung der Kugelhaufen eine Galaxie ohne dunkle Materie, obwohl die Unsicherheiten sind hoch genug, dass es gleich viel Materie und Dunkelheit geben könnte Materie anwesend. Aber normalerweise gibt es viel mehr dunkle Materie als gewöhnliches Zeug in den meisten Galaxien, so schließen die Autoren, dass, “NGC1052 – DF2 weist einen extremen Mangel an dunkler Materie auf und ist eine gute Kandidat für eine ‘baryonische Galaxie’ ohne dunkle Materie. ”

Die Forscher nehmen offenbar die Art von Fragen vorweg, die sie stellen werden von Leuten gestellt, die das sehen und sich fragen, warum wir welche brauchen Dunkle Materie ist sowieso in der Nähe (eine Population, die eine Reihe von regelmäßige Ars-Leser). Es stellt sich heraus, dass eine Galaxie ohne Dunkelheit matter ist nicht kompatibel mit modifizierten Modellen, die es ersetzen Schwere. Da es hier eine normale Angelegenheit gibt, kann jede Version von Durch die veränderte Schwerkraft würde diese Materie wie dunkle Materie wirken Auswirkungen. Wir sehen keine Hinweise auf diese so veränderten Effekte Gravitationsideen müssen falsch sein.

“Paradoxerweise kann die Existenz von NGC1052 – DF2 verfälscht werden Alternativen zur Dunklen Materie “, schlussfolgern die Autoren Diese Alternativen umfassen sowohl Variationen von MOND als auch von Emergent Schwere.

Die offensichtliche Frage ist, wie Sie zu einer Galaxie wie kommen NGC1052 – DF2. Wie bildet man eine Galaxie ohne Dunkelheit? Angelegenheit? Eine Idee ist, dass das Gas so konzentriert wurde, wie es war aus einer Galaxienfusion ausgestoßen; eine andere ist, dass es sich aus Materie gebildet hat von Quasaren ausgespuckt. Die letzte Option, die die Autoren vorschlagen, ist die folgende es bildete sich als eine große, nahe gelegene Galaxie, die eine enorme Menge von Menschen anzog Gas, das sternförmige Wirbel erzeugt.

Aber jede davon müsste im Detail geprüft werden Bestimmen Sie, ob es die unterschiedlichen Merkmale von NGC1052 – DF2 bilden kann. “Es ist, als ob du eine Galaxie nimmst und du hast nur den stellaren Heiligenschein und Kugelsternhaufen, und es irgendwie vergessen, alles andere zu machen, ” bemerkte van Dokkum.

Die Forscher vermuten, dass das etwas merkwürdige Erscheinungsbild des Kugelhaufen hängt wahrscheinlich mit dem Unerwarteten der Galaxie zusammen Eigenschaften, und sie kündigten an, sie arbeiten an einem Papier, das wird beschreiben diese. Sie sagen auch, dass sie eine Reihe von identifiziert haben andere Galaxien, die ziemlich ähnlich aussehen. Natürlich weisen sie darauf hin Die meisten Dinge, die wir ähnlich gefunden haben, haben sich geändert um einen Überschuss an dunkler Materie zu haben, also gibt es noch eine Menge, die wir haben müssen hier herausfinden.

Nature, 2017. DOI: 10.1038 / nature25767 (Über DOIs).

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