2016 yılında, gökbilimciler tarafından yönetilen Pieter van Dokkum Yale Üniversitesi tarafından yayınlanan bomba gibi bir kağıt neredeyse tamamen görünmez olması gereken çok loş, ancak çok geniş ve ağır bir galaksinin keşfini iddia ediyor. Dragonfly 44 olarak adlandırılan galaksinin %99.99'unun karanlık madde olduğunu tahmin ettiler.

Dragonfly 44'ün çözülmemiş özellikleri hakkında hararetli bir tartışma başladı. Bu arada, benzer büyüklükte ama sönük 1,000'den fazla gökada ortaya çıktı.

Dragonfly 44 ve ilki, ultra dağınık gökadalar (UDG'ler) olarak bilinir. En büyük sıradan galaksiler kadar büyük olabilseler de, UDG'ler son derece loştur - o kadar loştur ki, gökyüzünün teleskop araştırmalarında, “bu galaksileri yanlışlıkla filtrelemeden gürültüyü filtrelemek bir görevdir” diyor Paul Bennet. Baltimore'daki Uzay Teleskobu Bilim Enstitüsü'nde gökbilimci. Diğer galaksilerde bol miktarda bulunan parlak yıldız oluşturan gaz, UDG'lerde yok olmuş ve geriye yalnızca yaşlı yıldızlardan oluşan bir iskelet bırakmış gibi görünüyor.

Onların varlığı, galaktik evrim teorisinde onları öngöremeyen bir karışıklığa neden oldu. Van Dokkum, “Simülasyonlarda ortaya çıkmadılar” dedi. "Bir galaksiyi bu kadar büyük ve sönük yapmak için özel bir şey yapmalısın."

Dragonfly 44 ve diğer UDG'lerin nasıl ortaya çıktığını açıklamak için çılgın yeni teoriler ortaya çıktı. Ve bu dev ışık lekeleri, karanlık maddenin görünmez elinin yeni kanıtlarını sağlıyor olabilir.

Çok Fazla Karanlık Madde

Yerçekimi gaz ve yıldız kümelerini bir araya getirdiğinden, bunların birleşik enerjileri ve momentumları, karışımın şişmesine ve dönmesine neden olur. Sonunda bir galaksi ortaya çıkar.

Sadece bir sorun var. Galaksiler döndükçe ayrılmaları gerekir. Birbirlerine yapışmak için yeterli kütleye ve dolayısıyla yerçekimine sahip görünmüyorlar. Karanlık madde kavramı, eksik yerçekimini sağlamak için icat edildi. Bu resimde, bir galaksi, daha büyük bir ışıksız parçacıklar yığınının içinde oturuyor. Bu karanlık madde “halo” dönen galaksiyi bir arada tutar.

Bir galaksinin dönüş hızını ve dolayısıyla karanlık madde içeriğini tahmin etmenin bir yolu, küresel yıldız kümelerini saymaktır. Bennet, "Nedenini teori açısından bilmiyoruz," dedi, ancak bu "küresel kümelerin" sayısı, ölçülmesi zor olan özelliklerle yakından ilişkilidir. 2016 makalesinde van Dokkum, Dragonfly 94'ün içinde 44 küresel küme saydı - bu, galaksinin ne kadar az görünür maddeye sahip olmasına rağmen olağanüstü büyük bir karanlık madde halesini ima eden bir sayı.

Hiç kimse böyle bir şey görmemişti. Van Dokkum ve ortak yazarlar, Dragonfly 44'ün "başarısız bir Samanyolu" olabileceğini öne sürdüler: Samanyolu boyutunda bir karanlık madde halesine sahip bir galaksi, erken dönemde gizemli bir olaya maruz kalan ve yıldız oluşturan gazını çalan ve onu yalnız bırakan bir galaksi. yaşlanan yıldızlar ve dev bir haleden başka bir şey değil.

Veya Karanlık Madde Yok

Nesne, karanlık maddenin hiç var olmadığını iddia eden başka bir gökbilimci kampının ilgisini çekti. Bu araştırmacılar, değiştirilmiş Newton dinamikleri veya MOND adı verilen bir yaklaşım olan Newton'un yerçekimi yasasını değiştirerek galaksilerin eksik yerçekimini açıklıyor.

MOND'a göre, her galaksi için değiştirilmiş yerçekimi kuvveti, yıldızlarının kütle-ışık oranından hesaplanır - toplam kütlelerinin parlaklıklarına bölünmesi. MOND teorisyenleri, kuvvetin neden bu orana bağlı olduğu konusunda spekülasyon yapmazlar, ancak ad hoc formülleri, karanlık maddeyi başlatmaya gerek kalmadan çoğu galaksinin gözlemlenen hızlarıyla eşleşir.

MOND savunucusu Dragonfly 44 hakkında haberler çıktığında stacy mcgaughCase Western Reserve Üniversitesi'nden bir astronom olan astronom, kütle-ışık oranından, van Dokkum'un ilk tahmininden daha yavaş dönmesi gerektiğini hesapladı. MOND hesaplaması verilere uymuyor gibiydi.

Ancak 2019'da van Dokkum'un grubu Dragonfly 44'ün dönüş hızını düşürdü geliştirilmiş verileri kullanma. MOND haklı çıktı. McGaugh, "Dragonfly 44, bu verilerin MOND ile uyum sağlamak için nasıl geliştiğinin bir örneğidir" dedi.

Yine de, karanlık maddeye inanan gökbilimcilerin çoğu için, daha yavaş dönüş hızı, Dragonfly 44'ün halesinin düşündüklerinden daha küçük olduğu anlamına geliyordu. 2020'de bağımsız bir grup, sayı sayarak haleyi daha da küçülttü. önemli ölçüde daha az küresel küme, ancak van Dokkum bu sonuca itiraz ediyor. Halo'nun boyutu belirsizliğini koruyor olsa da, başlangıçta sanıldığından daha az kütleli olabilir, bu da Dragonfly 44'ün başarısız bir Samanyolu olmadığını düşündürür.

Büyük Eski Galaksi

Yeni keşfedilen bir tuhaflık, gizemi daha da artırdı.

In Kağıt Ağustos ayında yayınlanan van Dokkum'un grubu, Dragonfly 44'ün son derece eski olduğunu ve 10 milyar ila 13 milyar yıl önce oluştuğunu buldu.

Ancak böyle eski bir galaksi Dragonfly 44 kadar büyük olmamalıdır. Erken evren nesneleri, evrenin hızlı genişlemesinden önce oluştukları için daha kompakt olma eğilimindedir.

Üstelik böyle eski, yıpranmış bir galaksi şimdiye kadar tamamen parçalanmış olmalıydı. Dragonfly 44'ün bir arada tutması, sonuçta "başarısız Samanyolu" hipotezini geri kazanma potansiyeline sahip, ağır bir karanlık madde halesine sahip olduğunu ima ediyor. Van Dokkum, "Bu gerçekten eğlenceli bir açıklama, bu yüzden hoşuma gidiyor ama doğru mu bilmiyorum" dedi.

Bir başka açıklama, "yüksek dönüş" hipotezi, iki küçük gökadanın aynı yönde dönerken birleştiğini, öyle ki ortaya çıkan gökada Dragonfly 44'ün her ikisinin de açısal momentumunu elde ettiğini ileri sürer. Bu, daha hızlı dönmesine, şişirilmesine ve yıldız yapıcı malzemesini havaya uçurmasına neden oldu.

Göz Kamaştırıcı Farklı UDG'ler

Dragonfly 44'ün incelemeleri arasında, gökbilimciler ayrıca diğer ultra dağınık gökadaların geniş ve çeşitli bir koleksiyonunu da katalogladılar. Bulgular onları galaksilerin bildiklerinden daha fazla şekilde oluştuğu sonucuna varmaya zorluyor.

Bazı yeni keşfedilen UDG'ler, karanlık maddeden tamamen yoksun görünüyor. Van Dokkum'un grubu böyle bir galaksi tanımladı 2018'de, daha sonra yakınlarda başkalarının izini gördü. Bu Mayıs, takım conjectured in Tabiat iz, uzun zaman önce iki galaksinin çarpışmasında oluşmuştu. Çarpışma, galaksilerin gaz akışını yavaşlattı, ancak karanlık madde hiçbir şey olmamış gibi devam etti. Gaz daha sonra yıldız kümelerine sıkıştırıldı ve sonunda bir dizi karanlık madde içermeyen galaksiler oluşturdu.

Bu arada, Bennet iki UDG keşfetti 2018'de bu farklı bir oluşum teorisine işaret ediyor. Her durumda, yakındaki ağır bir galaksiden gelen gelgit kuvvetleri, UDG'yi yırtıp patlatmış ve gazını çalmış gibi görünüyor. (Bu, ağır galaksilerden çok uzakta bulunan Dragonfly 44'ü açıklayamaz.)

Şaşırtıcı bir şekilde, bir eylül gazetesi bir UDG'de yakın zamanda yıldız oluşumunu bildirerek, yalnızca eski yıldızları barındırdıkları fikriyle çelişiyor.

Dıştan aynı görünen ancak dahili olarak farklı olan böyle bir UDG aralığı, MOND'a göre karanlık madde teorisini doğrulayabilir. Van Dokkum, "Yıldızlar bir galakside çok hızlı ve diğerinde çok yavaş hareket ediyorsa, bu alternatif teoriler için büyük bir sorun" dedi.

McGaugh, UDG popülasyonu arasında “gerçek aykırı değerler” varsa, “bunun gerçekten de MOND için bir sorun olduğu” konusunda hemfikirdi. Ancak, “bu, otomatik olarak karanlık maddeyi daha iyi bir yorum yapmaz” diye ekledi.

Kesin cevaplar yeni teleskoplar gerektirecektir. Yeni faaliyete geçen James Webb Uzay Teleskobu, erken evrende oluşurken göründükleri gibi uzak galaksileri zaten tespit etti, bu da yeni ortaya çıkan fikirleri test etmeye ve iyileştirmeye yardımcı olacak.

Van Dokkum, "Büyük paket servisi olan restoran, orada ne olduğunu hala bilmiyoruz" dedi. Keşfetmediğimiz çok büyük, çok yakın ve olağandışı özelliklere sahip gökadalar var ve onca yıldır gökyüzünü incelememize rağmen bunlar mevcut kataloglarımızda yer almıyor.”