В деветнадесет новооткрити галактики-джуджета, изглежда липсва тъмна материя, а физиците не знаят защо. Находката драстично увеличава броя на галактиките, в които изглежда, че липсва тъмна материя, загадъчното, невидимо нещо, което предизвиква гравитационно дърпане, но не излъчва никаква светлина.
Смята се, че тъмната материя е ключова съставка в образуването на галактиките, като нейната гравитация събира атоми във вид на газ и образува галактиките. Можем да кажем, че тъмната материя присъства в дадена галактика, защото тя кара тази галактика да се върти по-бързо, отколкото би го правила, ако нормалната материя, която виждаме и познаваме, съставлява цялата маса на галактиката.
Това по-бързо въртене се е появило във всяка галактика и може да бъде относително прецизно измерено. Наскоро обаче изследователите откриха, че определени малки галактики, включително споменатите 19, се държат така, сякаш са доминирани от бариони – частиците, които съставляват обикновена материя. Доказателствата за невидимите им ореоли от тъмна материя липсват.
Кайл Оман, астрофизик от университета Дърам в Обединеното кралство, който не е участвал в това откритие, заяви, че тези галактики представляват най-дългия списък от очевидно липсваща тъмна материя, за който се знае. Но те не са първите.
Най-разпространеното откритие на галактика, на която сякаш липсва тъмна материя, дойде през март 2018 г. Екип от астрофизици, воден от Питер ван Докум, астрофизик от Йейлския университет показа, че средната скорост на кълбовидните клъстери в галактика NGC 1052 – DF2 съвпада с модел изграден само от бариони. Мнозина обаче, поставиха под въпрос валидността на резултата, както съобщава изданието Live Science.
Сега обаче, тази история намира подкрепа, като нови екипи откриха още галактики, на които сякаш липсва тъмна материя. Тези изследователи използват различен метод, който отделя движението на водородните атоми в далечна галактика – кривите на въртене на Н1 на галактиката – за да покажат, че облаците газ се въртят, сякаш не са под въздействието на тъмна материя. Една такава статия беше публикувана в списание The Astrophysical Journal Letters.
Сега най-новата статия, публикувана на 25 ноември 2019 г. в списание Nature Astronomy, идентифицира тези нови 19 галактики без тъмна материя, използвайки същия метод.
„Тези криви на въртене на Н1 са по-точни“ от метода, използван от екипа на ван Докум, заявява Тил Савала, астрофизик от университета в Хелзинки. Въпреки това, според него, все още има „систематични несигурности“ в измерванията, които тепърва ще се решават.
Например, ако ъгълът на галактиката гостоприемник спрямо Земята е неправилно измерен, това може да доведе до грешен резултат, казва Оман. И събития като свръхнови могат да ускорят газа в нормална галактика, създавайки въртящи криви, които изглеждат от Земята като галактиките описани в тази нова статия, обяснява Савала. Така или иначе обаче, са необходими още изследвания, за да се потвърди липсата на тъмна материя, твърдят всички експерти (включително и авторите на изследването).
Ако обаче се окаже, че на определени галактики липсва нормалното количество тъмна материя, това е проблем за съвременните теории за това как се е образувала Вселената.
Физиците обясняват как Вселената се е образувала и се държи, използвайки модел, известен като Ламбда студена тъмна материя (ΛCDM). Той описва три ключови характеристики на Вселената: космологичната константа (Λ), тъмната материя и тъмната енергия.
„ΛCDM обяснява начина на формиране на галактиките“, каза Савала, „като не може лесно да се обясни как тези конкретни галактики биха могли да се образуват без тъмна материя“.
„Някои от примерите, които се появиха“, от своя страна обяснява Оман, „могат да бъдат обяснени от ΛCDM. Например, галактики – джуджетата, в средата на плътните галактически клъстери имат много други източници на гравитация наоколо, за да могат да премахнат тъмната си материя. „Но в това изследване“, казва Оман, „някои от галактиките без тъмна материя са самотни, далеч от който и да е друг гравитационен източник“.
„Това е реално предизвикателство“, казва Оман.
Някои изследователи представят доказателствата за галактики без тъмна материя, като удар срещу теория, известна като Модифицирана нютонова динамика (MOND). Теориите на MOND отхвърлят тъмната материя в полза на физиката на гравитацията. Тъй като гравитацията трябва да действа навсякъде във Вселената, MOND би предсказал, че това, което наричаме тъмна материя, също трябва да бъде навсякъде, включително във всяка галактика. „Но ако тези галактики нарушават MOND, те нарушават и ΛCDM, така че всъщност това не е удар с нокаут към MOND“, заявява Савала.
Физиците казват, че единственият начин да разберем какво се случва е да изучим тези галактики много по-подробно с помощта на различни инструменти и да потвърдим, че това, което изглежда че се случва там, наистина се случва.
