هیچ اثری از ماده تاریک در خوشه کهکشانی Fornax وجود ندارد


گزارش کردن جام جم آنلاینطبق مدل استاندارد کیهان شناسی، تقریباً همه کهکشان ها توسط هاله ای از ذرات ماده تاریک احاطه شده اند. این هاله نامرئی است، اما جرم آن نیروی گرانشی قوی بر کهکشان های مجاور اعمال می کند.

مطالعه اخیر دانشگاه بن در آلمان و دانشگاه سنت اندروز در اسکاتلند این دیدگاه از جهان را زیر سوال می برد.

نتایج نشان می دهد که کهکشان های کوتوله از دومین گروه کهکشانی نزدیک به زمین، که به نام گروه کهکشانی فورناکس شناخته می شود، فاقد این هاله های ماده تاریک هستند.

کهکشان های کوتوله کهکشان های کوچک و کم نوری هستند که معمولاً در خوشه های کهکشانی یا نزدیک کهکشان های بزرگ یافت می شوند. به همین دلیل، آنها ممکن است تحت تأثیر اثرات گرانشی همراهان بزرگتر خود قرار گیرند.

محققان قصد دارند روشی نوآورانه برای آزمایش مدل استاندارد بر اساس میزان آشفتگی کهکشان‌های کوتوله توسط جزر و مد گرانشی کهکشان‌های بزرگ‌تر مجاور معرفی کنند.

جزر و مد کهکشانی زمانی رخ می دهد که گرانش یک جسم بر قسمت های مختلف جسم دیگر تأثیر متفاوتی بگذارد. این جزر و مد شبیه جزر و مد زمین هستند و به این دلیل اتفاق می‌افتند که ماه نیروی کششی بیشتری بر قسمتی از زمین در مقابل خود اعمال می‌کند.

خوشه Fornax شامل تعداد زیادی کهکشان کوتوله است. مشاهدات اخیر نشان دهنده اختلال در برخی از این پیگمی ها است. انگار محیط بلوک روی آنها تاثیر گذاشته است.

به گفته دانشمندان، بر اساس مدل استاندارد، چنین اختلالاتی در کوتوله های Vernax انتظار نمی رود. زیرا طبق مدل استاندارد، هاله های ماده تاریک این کوتوله ها باید تا حدی از آنها در برابر جزر و مد ایجاد شده توسط جرم محافظت کند.

دانشمندان میزان اختلال مورد انتظار در کهکشان های کوتوله را بررسی کرده اند. این آشفتگی ها به ویژگی های داخلی و فاصله آنها از یک مرکز گرانشی قوی جرم بستگی دارد.

کهکشان‌هایی با جرم ستاره‌ای بزرگ اما کم و کهکشان‌های نزدیک به مرکز جرم به راحتی می‌توانند مختل شوند یا نابود شوند.

آنها نتایج را با میزان تلاطم مشاهده شده در تصاویر گرفته شده توسط تلسکوپ VLT رصدخانه جنوبی اروپا مقایسه کردند. این مقایسه نشان داد که طبق مدل استاندارد، کوتوله‌های ورناکس باید قبلاً توسط گرانش مرکز جرم نابود شده بودند. حتی اگر جزر و مدهای تشکیل‌شده در کوتوله ۶۴ برابر ضعیف‌تر از گرانش خود کوتوله بود، این اتفاق می‌افتاد.

این برخلاف مطالعات قبلی است که نشان می‌داد نیروی خارجی مورد نیاز برای برهم زدن یک کهکشان کوتوله تقریباً برابر با گرانش خود کهکشان‌های کوتوله است.

برخلاف مدل استاندارد

در این بررسی، محققان به این نتیجه رسیدند که مدل استاندارد نمی‌تواند مورفولوژی مشاهده‌شده کهکشان‌های کوتوله فرناکس را به شیوه‌ای خودسازگار توضیح دهد. آنها تحلیل را با استفاده از فرضیه دینامیک نیوتنی اصلاح شده (دینامیک ملگرومی) تکرار کردند. به جای فرض وجود هاله‌های ماده تاریک در اطراف کهکشان‌ها، فرضیه دینامیک نیوتنی اصلاح‌شده اصلاحی در نظریه گرانشی نیوتن پیشنهاد می‌کند که بر اساس آن گرانش در ساختاری با شتاب کم افزایش می‌یابد.

در این زمینه، محققان اظهار داشتند: ما مطمئن نبودیم که کهکشان‌های کوتوله بتوانند در یک محیط خوشه کهکشانی زنده بمانند، زیرا در این مدل بر اساس فرضیه دینامیک نیوتنی اصلاح‌شده، هاله‌های ماده تاریک محافظی وجود ندارد، اما نتایج ما قابل توجه است. مطابقت بین مشاهدات و پیش‌بینی‌های فرضیه دینامیک نیوتنی، ارائه‌های تجدیدنظر شده در مورد سطح تلاطم در کهکشان‌های کوتوله فارناکس.

این اولین بار نیست که مطالعه‌ای که به بررسی تأثیر ماده تاریک بر دینامیک و تکامل کهکشان‌ها می‌پردازد، به این نتیجه می‌رسد که مشاهدات زمانی بهتر توضیح داده می‌شوند که کهکشان‌ها توسط ماده تاریک احاطه نشده باشند.

به گفته محققان، نتایج این تحقیق برای فیزیک پایه ارزشمند است. آنها انتظار دارند کهکشان های کوتوله پر هرج و مرج بیشتری را در گروه های دیگر پیدا کنند.

منبع: ارنا