En gruppe astronomer har oppdaget en enorm struktur av satellittgalakser og klynger av stjerner som omgir vår Melkeveis galakse, og strekker seg over en million lysår. Dette slutter seg til en annen studie som ble utgitt i forrige uke, der forskere sa at de ikke fant noen bevis for mørk materie.
Doktorgradsstudent Marcel Pawlowski og astronomiprofessor Pavel Kroupa fra Universitetet i Bonn i Tyskland er ingen fremmede for studien - og skepsisen - om mørk materie. Sammen har de to en blogg kalt The Dark Matter Crisis, og i en artikkel fra 2009 som også studerte satellittgalakser, erklærte Kroupa at kanskje Isaac Newton tok feil. "Selv om teorien hans faktisk beskriver de daglige virkningene av tyngdekraften på jorden, ting vi kan se og måle, kan det tenkes at vi fullstendig ikke har klart å forstå den faktiske fysikken som ligger til grunn for tyngdekraften," sa han.
Mens konvensjonelle kosmologimodeller for universets opprinnelse og evolusjon er basert på tilstedeværelsen av mørk materie, usynlig materiale som antas å utgjøre omtrent 23% av innholdet i kosmos, er denne modellen støttet av nyere observasjoner av den kosmiske mikrobølgeovnbakgrunnen som anslår at universet er laget av 4% vanlig baryonisk stoff, 73% mørk energi og de resterende er mørk materie.
Men mørk materie har aldri blitt oppdaget direkte, og i den for tiden aksepterte modellen - Lambda-Cold Dark Matter-modellen - er spådd at Melkeveien har langt flere satellittgalakser enn hva man faktisk ser.
Pawlowski, Kroupa og teamet deres sier at de har funnet en enorm struktur av galakser og stjerneklynger som strekker seg så nær 33.000 lysår til så langt unna som en million lysår fra sentrum av galaksen, som eksisterer i rette vinkler til Melkeveien , eller i en polar struktur både 'nord' og 'sør' for planet til vår galakse.
Dette kan være den 'tapte' saken alle har søkt etter.
De brukte en rekke kilder for å prøve å sammenstille dette nye synet på nøyaktig hva som omgir galaksen vår, og benyttet fotografiske plater og bilder fra det tjuende århundre fra robotteleskopet fra Sloan Deep Sky Survey. Ved å bruke alle disse dataene samlet de et bilde som inkluderer lyse ‘klassiske’ satellittgalakser, nyere oppdagede svakere satellitter og de yngre kuleklyngene.
Til sammen danner det en enorm struktur.
"Når vi hadde fullført analysen vår, dukket det opp et nytt bilde av vårt kosmiske nabolag," sa Pawlowski.
Teamet sa at forskjellige mørkstoffmodeller sliter med å forklare hva de har oppdaget. "I standardteoriene ville satellittgalaksene ha dannet seg som individuelle objekter før de ble tatt til fange av Melkeveien," sa Kroupa. "Ettersom de ville ha kommet fra mange retninger, er det nesten umulig for dem å havne fordelt i en så tynn planstruktur."
Mange astronomer, inkludert astrofysiker Ethan Siegel i sin Starts With a Bang-blogg, sier at det store bildet av mørk materie gjør en god jobb med å forklare strukturen til universet.
Siegel spør om noen studier som tilbakeviser mørk materie “tillater oss å slippe unna med et univers uten mørk materie i å forklare storstilt struktur, Lyman-alfa-skogen, svingningene i den kosmiske mikrobølgebakgrunnen, eller materiens kraftspekter i universet? Svarene på dette tidspunktet er nei, nei, nei og nei. Definitivt. Noe som ikke betyr at mørk materie er et klart ja, og at å endre tyngdekraften er et klart nei. Det betyr bare at jeg vet nøyaktig hva den relative suksessen og de gjenværende utfordringene er for hvert av disse alternativene. ”
Men via Twitter i dag sa Pawlowski: "Dessverre hjelper det store bildet av mørk materie å være bra bare hvis du ser langt borte eller med brutte briller."
En forklaring på hvordan denne strukturen dannet seg er at Melkeveien kolliderte med en annen galakse i den fjerne fortiden.
"Den andre galaksen mistet en del av sitt materiale, materiale som deretter dannet vår galakse satellittgalakser og de yngre kuleklyngene og bula i det galaktiske sentrum." sa Pawlowski. "De ledsagere vi ser i dag, er rester av denne 11 milliarder år gamle kollisjonen."
Teamet skrev i papiret sitt: “Hvis alle satellittgalakser og unge haloklynger har blitt dannet i et møte mellom den unge Melkeveien og en annen gassrik galakse for 10-11 Gyr siden, har Melkeveien ingen lysende mørkstoff-understrukturer og det manglende satellittproblemet blir en katastrofal svikt i den standard kosmologiske modellen. ”
"Vi ble forvirret av hvor godt fordelingene av de forskjellige objekttypene var enige om hverandre," sa Kroupa. Vår modell ser ut til å utelukke tilstedeværelsen av mørk materie i universet, og truer en sentral bærebjelke i den nåværende kosmologiske teorien. Vi ser på dette som begynnelsen på et paradigmeskifte, som til slutt vil føre oss til en ny forståelse av universet vi bor. ”
Kilde: Royal Astronomical Society
