Nitten nyopdagede dværggalakser ser ud til at mangle deres mørke stof, og fysikere er ikke sikker på, hvorfor.
Findet øger antallet af galakser, der ser ud til at mangle mørkt stof dramatisk, det mystiske, usynlige stof, der udøver tyngdekraften, men alligevel udsender intet lys. Mørkt stof menes at være en nøgleingrediens i galaksdannelse, med dens tyngdekraft, der trækker sammen atomer af gas for at danne galakser. Vi kan fortælle, at mørk stof er til stede i en galakse, fordi det får sagen i den galakse til at hvirvle hurtigere, end den ville, hvis det stof, vi ser, udgør galakas hele masse. Denne hurtigere virvlende har vist sig i hver galakse, der kunne måles nøjagtigt. For nylig har forskere imidlertid fundet, at visse små galakser, nu også disse 19, opfører sig som om de er domineret af baryoner - de partikler, der udgør almindeligt stof. Beviserne for deres usynlige glorie af mørk stof mangler.
Kyle Oman, en astrofysiker ved Durham University i Det Forenede Kongerige, som ikke var involveret i denne opdagelse, sagde, at disse galakser udgør den længste liste med tilsyneladende mørke stofferfri genstande, der endnu er rapporteret. Men de er ikke de første.
Den mest rapporterede opdagelse af en galakse, der syntes at mangle mørk stof, kom i marts 2018. Et team af astrofysikere ledet af Pieter van Dokkum, en astrofysiker ved Yale University, viste, at gennemsnitshastigheden for kugleklynger i galaksen NGC 1052-DF2 stemte overens en galaxy-model med kun baryoner, skønt mange stiller spørgsmålstegn ved gyldigheden af resultatet, som Live Science rapporterede.
Den nyeste artikel, der blev offentliggjort 25. november i tidsskriftet Nature Astronomy, identificerede de 19 mørke stoffer-fri galakser ved hjælp af den samme metode.
"Disse H1-rotationskurver er mere nøjagtige" end metoden, der anvendes af van Dokkums team, sagde Till Sawala, en astrofysiker ved University of Helsinki. Han sagde imidlertid, at der stadig er "systematiske usikkerheder" i målingerne, der endnu ikke skal løses.
For eksempel, hvis værtsgalakseens vinkel i forhold til Jorden måles forkert, kan det skrue op i beregningerne, sagde Oman. Og begivenheder som supernovas kan fremskynde gassen i en normal galakse og skabe rotationskurver, der ligner jorden som galakserne i dette nye papir, sagde Sawala. Uanset hvad er der behov for mere opfølgningsarbejde for at bekræfte den mørke sagsfrie påstand, sagde alle eksperterne (inklusive undersøgelsesforfatterne).
Hvis det viser sig, at visse galakser mangler den normale mængde mørkt stof, er det imidlertid et problem for aktuelle teorier om, hvordan universet dannede sig.
Fysikere forklarer, hvordan universet dannede og opfører sig ved hjælp af en model kendt som Lambda koldt mørkt stof (ΛCDM). Det beskriver tre vigtigste træk ved universet: den kosmologiske konstant (Λ), mørk stof og mørk energi.
ΛCDM forklarer, hvordan galakser dannes, sagde Sawala, og det kan ikke let forklare, hvordan disse bestemte galakser kunne have dannet sig uden mørkt stof.
Nogle af de eksempler, der er dukket op, sagde Oman, kunne forklares med ΛCDM. For eksempel har dværg galakser i midten af tæt galakse klynger mange andre tyngdekilder rundt omkring for at fjerne deres mørke stof. Men i dette papir, sagde Oman, er nogle af de mørke stoffer-fri galakser ensomme, langt fra nogen anden tyngdekilde.
”Det er en udfordring,” sagde Oman.
Nogle forskere har præsenteret beviset for mørke stoffer-fri galakser som knockout-stansen i en kamp mellem ΛCDM og et andet sæt teorier, der er kendt som Modified Newtonian Dynamics (MOND). MOND-teorier afviser mørkt stof til fordel for finjusteringer af tyngdekraftens fysik. Da tyngdekraften skulle virke overalt i universet, ville MOND forudsige, at det, vi kalder mørkt stof, også skal være overalt, inklusive enhver galakse. Men hvis disse galakser krænker MOND, krænker de også ΛCDM, så det er ikke rigtig et knockout-stød for MOND, sagde Sawala.
Fysikere sagde, at den eneste måde at finde ud af, hvad der foregår, er at studere disse galakser meget mere detaljeret ved hjælp af forskellige værktøjer og bekræfte, at hvad der ser ud til at ske der virkelig sker.
