Videnskab
 science >> Videnskab >  >> Astronomi

Denne galakse har ikke mørke sager,

og det er mærkeligt Dette billede viser NGC1052 (til venstre), en massiv elliptisk galakse, der dominerer det kvarter, hvor NGC1052-DF2 også bor. NGC1052-DF2 er en ultra-diffus galakse placeret 65 millioner lysår væk, der tilsyneladende mangler sit mørke stof. NGC1042 (hovedspiralen) og NGC1048 (de to interagerende galakser nederst til højre) er også afbilledet. Adam Block/Mount Lemmon SkyCenter/University of Arizona, CC BY-SA 3.0

Mørkt stof er grundfjeldet, som alle galakser er forankret til. Du kan ikke få det ene uden det andet. Eller sådan troede vi, indtil astronomer fandt en spøgelsesagtig galakse, der ikke ser ud til at indeholde nogen mørkt stof. Det er som om universet spiller et trick for os ved at vende fysikkens love på hovedet - mørkt stof burde være der, men det er det ikke.

Det er en "game changer" galakse, astronomer siger, og det er som ingenting, vi nogensinde har set før.

Vi kan muligvis ikke få øje på mørkt stof, men astronomer kan måle dens tyngdekraftseffekter, der virker på normalt stof. For eksempel, de kan se på, hvor hurtigt stjernerne krydser rundt i en galakse. Når mørkt stof er til stede, at galaksens tyngdekraft vil blive opsat, får stjernerne til at bevæge sig hurtigere, end hvis bare normalt stof var til stede.

Men i tilfælde af NGC1052-DF2, en ultra-diffus galakse placeret 65 millioner lysår væk, astronomer har fundet ud af, at dens stjerner bevæger sig på præcis den måde, man ville forudsige, hvis kun den samlede masse af alle de synlige ting betragtes. Med andre ord, mørkt stof synes ikke at udøve sin tyngdekraft på normalt stof i den galakse. Og det er underligt.

"At finde en galakse uden mørkt stof er uventet, fordi dette usynlige, mystisk stof er det mest dominerende aspekt af enhver galakse, "Pieter van Dokkum, fra Yale University, sagde i en erklæring. "I årtier, vi troede, at galakser starter deres liv som klatter af mørkt stof. Derefter sker alt andet:gas falder ned i de mørke stof -glorier, gassen bliver til stjerner, de bygger langsomt op, så ender du med galakser som Mælkevejen. NGC1052-DF2 udfordrer standardideerne om, hvordan vi tænker, at galakser dannes. "

Ultra-diffuse galakser er særheder i sig selv, først er blevet opdaget i 2015, da de er meget svære at opdage. Imidlertid, det ser ud til, at denne klasse af galakser er almindelig, men ingen er som NGC1052-DF2.

Galaksen blev opdaget ved hjælp af Dragonfly Telephoto Array, et teleskop i New Mexico, der er specialfremstillet til at opsøge disse undvigende mål. Derefter, ved hjælp af de to 10-meters optiske og infrarøde teleskoper ved W. M. Keck-observatoriet på Mauna Kea på Hawaii, astronomerne udpegede 10 lyse kuglehobe (store kompakte grupper af stjerner, der kredsede rundt om galaksen) og brugte spektrale data til at måle deres bevægelser. Disse klynger viste sig at stikke langsommere langsommere end forventet, hvilket betyder, at der er langt mindre masse i den galakse, end man ville forudsige. Faktisk, der er så lidt masse, at forskerne er kommet til den forbløffende konklusion, at der er lidt, hvis nogen, mørkt stof der.

Opfølgningsobservationer blev foretaget af Gemini North-teleskopet, også på Mauna Kea, så galaksens struktur kunne undersøges. Med Gemini's hjælp, forskerne udelukkede interaktioner med andre galakser som årsagen til dets underlige mørke stofunderskud.

"Hvis der overhovedet er noget mørkt stof, det er meget lidt, "sagde van Dokkum i pressemeddelelsen." Stjernerne i galaksen kan stå for hele massen, og der synes ikke at være plads til mørkt stof. "

Dette fund tyder på, at mørkt stof "har sin egen separate eksistens bortset fra andre komponenter i galakser, tilføjede han. Og det gør selve eksistensen af ​​NGC1052-DF2 til et mysterium. Hvis den ikke har noget mørkt stof, hvordan udviklede den sig til en galakse?

I deres undersøgelse offentliggjort i 29. marts -udgaven af ​​Nature, van Dokkums team spekulerer i, at en katastrofal hændelse i galaksen kan have ryddet ud af alt det mørke stof og sprængt alle stjernedannende gasser væk. Alternativt kan den nærliggende massive elliptiske galakse NGC 1052 kan have spillet en rolle i NGC1052-DF2's mangel på mørkt stof for milliarder af år siden, da den gennemgik de tidlige og voldelige udviklingsstadier.

Nu, forskerne porer over Hubble -rumteleskopobservationer af lignende galakser for måske at finde flere, der mangler mørkt stof. Hvis de finder mere, så kan ultra-diffuse og svage galakser være normen, hvis der ikke er mørkt stof. Og det er en fascinerende udvikling i vores forståelse af, hvordan galakser udvikler sig.

"Hver galakse, vi kendte til før, har mørkt stof, og de falder alle i velkendte kategorier som spiral- eller elliptiske galakser, "konkluderede van Dokkum." Men hvad ville du få, hvis der slet ikke var mørkt stof? Måske er det det, du får. "

Nu er det hurtigt

Gad vide, hvor hurtigt en stjerne bevæger sig? Solen lyner med en beskeden 201 kilometer i sekundet, eller 450, 000 miles (724, 204 kilometer) i timen. Det er ingenting i forhold til hastigheden på hypervelocity -stjerner, som kan tilbagelægge millioner af miles i timen.