Gennaio 23, 2022

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Gli scienziati hanno osservato questa galassia spettrale per 40 ore e non sono riusciti a trovare alcuna materia oscura

Una nuova scoperta ha approfondito il mistero delle galassie senza di loro materia oscura.

In una galassia chiamata AGC 114905, distante 250 milioni di anni luce, gli astronomi non sono riusciti a trovare alcuna traccia degli oggetti misteriosi, anche dopo 40 ore di osservazione dettagliata e successive analisi.

Il risultato sarà pubblicato in Avvisi mensili della Royal Astronomical Society Disponibile sul server di prestampa arXiv, rafforza la tesi delle galassie che mancano misteriosamente di materia oscura, anche se è vitale per i nostri modelli di evoluzione galattica.

“Questo è ovviamente quello che abbiamo pensato e sperato perché conferma le nostre misurazioni precedenti”, L’astronomo Pavel Mancera Peña ha detto: dall’Università di Groningen e Astron nei Paesi Bassi.

“Ma il problema ora è che la teoria prevede che dovrebbe esserci materia oscura in AGC 114905, ma le nostre osservazioni dicono che non c’è materia oscura. In effetti, la differenza tra teoria e osservazione sta aumentando”.

La materia oscura è uno dei più grandi misteri dell’universo. Non sappiamo cosa sia perché non possiamo rilevarlo direttamente, ma sappiamo che c’è una massa che causa una serie di effetti nell’universo che non possono essere spiegati dalla sola materia naturale.

Le stelle, ad esempio, orbitano attorno alle loro galassie a una velocità maggiore di quella che può essere spiegata dal campo gravitazionale della materia ordinaria. Il modo in cui il percorso della luce si piega mentre viaggia attraverso gli immensi campi gravitazionali dello spazio intergalattico è un altro.

Gli astronomi credono che la materia oscura aiuti la formazione delle galassie. C’è una rete di materia oscura invisibile che si estende attraverso l’universo e la gravità che genera aiuta la materia ordinaria a riunirsi nelle galassie. E secondo i nostri modelli, la materia oscura aiuta anche queste galassie a stare insieme, una sorta di fattore di collegamento cosmico.

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Ma gli astronomi hanno trovato tracce di galassie prive di materia oscura negli ultimi anni, contrariamente alla nostra credenza nell’esistenza dell’universo. Quindi, quando Mancera Peña e colleghi hanno trovato sei galassie apparentemente prive di materia oscura, come descritto in a carta 2019Hanno deciso di dare un’occhiata più da vicino.

AGC 114905 è ciò che chiamiamo una galassia nana altamente diffusa. Ha le dimensioni della Via Lattea, ma molto meno luminosa e contiene molte meno stelle, circa mille volte di meno. Poiché hanno pochissima materia naturale, si pensa che queste galassie debbano essere tenute insieme dalla materia oscura.

Quindi i ricercatori hanno dato un’occhiata più da vicino all’AGC 114905 utilizzando il Very Large Array di NRAO nel New Mexico e hanno ottenuto un totale di 40 ore di dati osservativi con una risoluzione spaziale molto più elevata. Successivamente, hanno tracciato attentamente la curva di rotazione galattica, la velocità orbitale degli oggetti in AGC 114905, tracciata rispetto alla loro distanza dal centro galattico.

Questo è uno dei modi più comuni per calcolare la quantità di materia oscura in una galassia: gli oggetti in un’orbita molto veloce possono essere spiegati aggiungendo materia oscura e la quantità di materia oscura influenza la velocità orbitale aggiuntiva.

Ma la curva di spin di AGC 114905 non richiede la presenza di materia oscura. Può essere spiegato semplicemente dalla quantità di materia ordinaria da sola. Ciò significa che la quantità di materia oscura nella galassia sembra essere trascurabile.

Questo presenta un problema difficile perché nessuna delle spiegazioni per la mancanza di materia oscura sembra essere appropriata. Una spiegazione, ad esempio, è se una galassia massiccia vicina abbia privato AGC 114905 della sua materia oscura, come appare nel caso di un’altra galassia diffusa scoperta che non contiene materia oscura, DF4.

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“Ma non c’è niente,” Mancera Peña ha detto:. “E nell’ambito della più famosa formazione galattica, il cosiddetto modello della materia oscura fredda, dovremo introdurre valori variabili estremi oltre il consueto intervallo. Inoltre, con la dinamica Newtoniana modificata, una teoria alternativa della materia oscura fredda , non possiamo riprodurre i movimenti del gas all’interno della galassia.”

Nel caso di altre galassie contenenti quantità anormali di materia oscura, potremmo semplicemente aver calcolato male le distanze. I ricercatori hanno affermato che la distanza dall’AGC 114905 è ben limitata.

I ricercatori ammettono che è possibile che l’angolo di osservazione stimato sia sbagliato; Questo potrebbe spiegare l’apparente mancanza di materia oscura. Ma hanno detto, ma dovrebbe essere fermato con un margine enorme.

Inoltre, tutte e sei le galassie dei loro studi iniziali hanno mostrato un comportamento simile, su una gamma di inclinazioni diverse. Questo, hanno detto, indica che il comportamento non è il risultato di un errore sistematico. Attualmente stanno conducendo un follow-up dettagliato di una seconda galassia in super-espansione per cercare di raggiungere il suo fondo.

Se confermate, le loro scoperte potrebbero avere implicazioni molto interessanti per la nostra comprensione dell’evoluzione galattica.

“Abbiamo consolidato e illustrato le scoperte precedenti sulla straordinaria natura e dinamica delle galassie ultra-diffuse e ricche di gas. Tuttavia, la loro origine e l’esatto percorso evolutivo rimangono in gran parte un mistero”, ha affermato. I ricercatori hanno scritto nel loro articolo.

Il lavoro attuale ha anche dimostrato che le galassie ultra-diffuse e ricche di gas sono un gruppo promettente per lo studio della materia oscura, in quanto possono fornire indizi rivelatori per comprenderne la natura».

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La ricerca è programmata per apparire in Avvisi mensili della Royal Astronomical Society e disponibile in arXiv.