Nitten nyoppdagede dverggalakser ser ut til å mangle sin mørke materie, og fysikere er ikke sikre på hvorfor.
Funnet øker antallet galakser som ser ut til å mangle mørk materie dramatisk, det mystiske, usynlige stoffet som utøver gravitasjonstrekk, men gir likevel ikke lys. Mørk materie er antatt å være en sentral ingrediens i galaksedannelse, med tyngdekraften som trekker sammen atomer av gass for å danne galakser. Vi kan fortelle at mørk materie er til stede i en galakse fordi den får saken i den galaksen til å virvle raskere enn den ville gjort hvis materien vi ser utgjør galaksens hele masse. Denne raskere virvlingen har dukket opp i hver galakse som kan måles nøyaktig. Nylig har forskere imidlertid funnet ut at visse små galakser, nå disse 19, oppfører seg som om de er dominert av baryoner - partiklene som utgjør vanlig materie. Bevisene for deres usettede glorie av mørk materie mangler.
Kyle Oman, en astrofysiker ved Durham University i Storbritannia, som ikke var involvert i denne oppdagelsen, sa at disse galaksene utgjør den lengste listen over tilsynelatende mørke materiefrie gjenstander som ennå er rapportert. Men de er ikke de første.
Den mest rapporterte oppdagelsen av en galakse som så ut til å mangle mørk materie kom i mars 2018. Et team av astrofysikere ledet av Pieter van Dokkum, en astrofysiker ved Yale University, viste at gjennomsnittshastigheten for kuleklynger i galaksen NGC 1052-DF2 stemte overens en bare baryoner galaksmodell, selv om mange stilte spørsmål ved gyldigheten av resultatet, slik Live Science rapporterte.
Den nyeste artikkelen, publisert 25. november i tidsskriftet Nature Astronomy, identifiserte de 19 mørke stofffrie galaksene ved å bruke samme metode.
"Disse H1-rotasjonskurvene er mer nøyaktige" enn metoden som er brukt av van Dokkums team, sa Till Sawala, en astrofysiker ved Universitetet i Helsingfors. Imidlertid, sa han, er det fortsatt "systematiske usikkerheter" i målingene som ennå ikke skal løses.
For eksempel, hvis vinkelen til vertsgalaksen i forhold til jorden er feil målt, kan det skru ut beregningene, sa Oman. Og hendelser som supernovaer kan øke hastigheten på gassen i en vanlig galakse, og skape rotasjonskurver som ser ut fra Jorden som galaksene i dette nye papiret, sa Sawala. Uansett er det behov for mer oppfølgingsarbeid for å bekrefte den mørke materiefrie påstanden, sa alle ekspertene (inkludert studieforfatterne).
Hvis det viser seg at visse galakser mangler den normale mengden mørk materie, er det imidlertid et problem for aktuelle teorier om hvordan universet dannet seg.
Fysikere forklarer hvordan universet dannet og oppfører seg ved å bruke en modell kjent som Lambda kald mørk materie (ΛCDM). Den beskriver tre sentrale trekk ved universet: den kosmologiske konstanten (Λ), mørk materie og mørk energi.
ΛCDM forklarer hvordan galakser dannes, sa Sawala, og det kan ikke lett forklare hvordan disse spesielle galaksene kunne ha dannet seg uten mørk materie.
Noen av eksemplene som har dukket opp, sa Oman, kunne forklares med ΛCDM. For eksempel har dverggalakser midt i tette galakse-klynger mange andre gravitasjonskilder rundt seg for å fjerne sin mørke materie. Men i denne artikkelen, sa Oman, er noen av de mørke stofffrie galaksene ensomme, langt fra noen annen gravitasjonskilde.
"Det er en utfordring," sa Oman.
Noen forskere har presentert bevisene for mørke materiefrie galakser som knockout-slag i en kamp mellom ΛCDM og et annet sett med teorier kjent som Modified Newtonian Dynamics (MOND). MOND-teorier avviser mørk materie til fordel for finjusteringer til tyngdekraften. Siden tyngdekraften skulle virke overalt i universet, ville MOND spå at det vi kaller mørk materie også skal være overalt, inkludert hver galakse. Men hvis disse galaksene krenker MOND, krenker de også ΛCDM, så det er egentlig ikke et knockout-trøkk for MOND, sa Sawala.
Fysikere sa at den eneste måten å finne ut hva som skjer er å studere disse galaksene mye mer detaljert ved hjelp av forskjellige verktøy og bekrefte at det som ser ut til å skje der virkelig skjer.
