Siden 1960-tallet har astrofysikere postulert at i tillegg til alt det vi kan se, også universet er fylt med en mystisk, usynlig masse. Det ble kjent som "Dark Matter", og det ble foreslått å forklare universets "manglende masse", og anses nå som en grunnleggende del av det. Ikke bare er det teoretisert å utgjøre rundt 80% av universets masse, det antas også å ha spilt en viktig rolle i dannelsen og utviklingen av galakser.
En nyere funn kan imidlertid kaste hele dette kosmologiske perspektivet sideveis. Basert på observasjoner gjort med NASA / ESA Hubble romteleskop og andre observatorier verden over, har astronomer funnet en galakse i nærheten (NGC 1052-DF2) som ikke ser ut til å ha noen mørk materie. Dette objektet er unikt blant galakser som er studert så langt, og kan tvinge til en revurdering av våre dominerende kosmologiske modeller.
Studien som beskriver funnene deres, med tittelen “En galakse som mangler mørk materie”, dukket nylig opp i tidsskriftet Natur. Anført av Pieter van Dokkum fra Yale University, inkluderte studien også medlemmer fra Max Planck Institute for Astronomy, San Jose State University, University of California Observatories, University of Toronto og Harvard-Smithsonian Center for Astrophysics.
For studiens skyld konsulterte teamet data fra Dragonfly Telephoto Array (DFA), som ble brukt til å identifisere NGC 1052-DF2. Basert på data fra Hubble, teamet var i stand til å bestemme avstanden - 65 millioner lysår fra solsystemet - samt størrelsen og lysstyrken. I tillegg oppdaget teamet at NGC 1052-DF52 er større enn Melkeveien, men inneholder omtrent 250 ganger færre stjerner, noe som gjør den til en ultra diffus galakse.
Som van Dokkum forklarte, er NGC 1052-DF2 så diffus at den i hovedsak er gjennomsiktig. "Jeg brukte en time på å bare stirre på dette bildet," sa han. “Denne tingen er forbløffende: en gigantisk klatt så sparsom at du ser galaksene bak den. Det er bokstavelig talt en gjennomsiktig galakse. ”
Ved hjelp av data fra Sloan Digital Sky Survey (SDSS), Gemini Observatory og Keck Observatory, studerte teamet galaksen mer detaljert. Ved å måle de dynamiske egenskapene til ti kuleklynger som kretser rundt galaksen, klarte teamet å utlede en uavhengig verdi av galakasens masse - som kan sammenlignes med massen til stjernene i galaksen.
Dette førte til at teamet konkluderte med at enten NGC 1052-DF2 inneholder minst 400 ganger mindre mørk materie enn det er forutsagt for en galakse med dens masse, eller ingen i det hele tatt. Et slikt funn er enestående i historien til moderne astronomi og trosset alle spådommer. Som Allison Merritt - en astronom fra Yale University, Max Planck Institute for Astronomy og en medforfatter på papiret - forklarte:
“Mørk materie antas konvensjonelt å være en integrert del av alle galakser - limet som holder dem sammen og den underliggende stillasene de er bygget på… Det er ingen teori som spår disse galaksene - hvordan du faktisk går ut på å danne en av disse tingene er helt ukjent. ”
”Dette usynlige, mystiske stoffet er det desidert mest dominerende aspektet av enhver galakse. Å finne en galakse uten noe er helt uventet; den utfordrer standardideer om hvordan galakser fungerer, ”la van Dokkum til.
Det er imidlertid viktig å merke seg at oppdagelsen av en galakse uten mørk materie ikke motbeviser teorien om at mørk materie eksisterer. I sannhet viser det bare at mørk materie og galakser er i stand til å være separate, noe som kan bety at mørk materie er bundet til vanlig materie gjennom ingen kraft annet enn tyngdekraften. Som sådan kan det faktisk hjelpe forskere til å forfine teoriene om mørk materie og dens rolle i galaksedannelse og evolusjon.
I mellomtiden har forskerne allerede noen ideer om hvorfor mørk materie mangler fra NGC 1052-DF2. På den ene siden kunne det ha vært et resultat av en kataklysmisk hendelse, der fødselen av en mengde massive stjerner feide ut all bensin og mørk materie. På den annen side kunne veksten av den nærliggende massive elliptiske galaksen (NGC 1052) for milliarder av år siden ha spilt en rolle i denne mangelen.
Disse teoriene forklarer imidlertid ikke hvordan galaksen dannet seg. For å adressere dette analyserer teamet bilder som Hubble tok av 23 andre ultrediffuse galakser for mer mørkstoff-mangelfulle galakser. Allerede har de funnet tre som ser ut til å likne NGC 1052-DF2, noe som kan indikere at galakser med mørkstoffmangel kunne være en relativt vanlig forekomst.
Hvis disse siste funnene viser noe, er det at universet er som en løk. Akkurat når du tror du har funnet ut av det, plukker du tilbake et ekstra lag og finner et helt nytt sett med mysterier. De demonstrerer også at etter 28 år med trofast tjeneste, Hubble romteleskop er fremdeles i stand til å lære oss nye ting. Bra også, siden lanseringen av sin etterfølger har blitt forsinket til 2020!
