Zdá se, že devatenáct nově objevených trpasličích galaxií chybí jejich temná hmota a fyzici si nejsou jistí proč.
Nález dramaticky zvyšuje počet galaxií, které vypadají, že chybí temná hmota, záhadné, neviditelné věci, které působí gravitačním tahem, ale nevyzařují žádné světlo. Temná hmota je považována za klíčovou složku při formování galaxií, její gravitace přitahuje atomy plynu k vytvoření galaxií. Můžeme říci, že temná hmota je přítomna v galaxii, protože to způsobuje, že hmota v této galaxii se víří rychleji, než by byla, kdyby hmota, kterou vidíme, tvořila celou hmotu galaxie. Toto rychlejší víření se ukázalo v každé galaxii, kterou bylo možné přesně změřit. Nedávno však vědci zjistili, že určité malé galaxie, včetně těchto 19, se chovají, jako by jim dominovaly baryony - částice, které tvoří běžnou hmotu. Chybí důkaz pro jejich neviditelné halos temné hmoty.
Kyle Oman, astrofyzik na Durhamské univerzitě ve Velké Británii, který se tohoto objevu nezúčastnil, uvedl, že tyto galaxie tvoří nejdelší seznam dosud zjevně neobsahujících objektů bez hmoty. Ale nejsou první.
Nejčastěji hlášený objev galaxie, u které se zdálo, že postrádá temnou hmotu, přišel v březnu 2018. Tým astrofyziků vedený Pieterem van Dokkumem, astrofyzikem na Yale University, ukázal, že průměrná rychlost globulárních shluků v galaxii NGC 1052-DF2 odpovídala model galaxie pouze pro baryony, i když mnozí zpochybňovali platnost výsledku, jak hlásí Live Science.
Nejnovější příspěvek, publikovaný 25. listopadu v časopise Nature Astronomy, identifikoval 19 galaxií bez temné hmoty pomocí stejné metody.
„Tyto rotační křivky H1 jsou přesnější“ než metoda použitá týmem van Dokkuma, řekl Till Sawala, astrofyzik na Helsinské univerzitě. Řekl však, že stále existují „systematické nejistoty“ v měřeních, která je ještě třeba vyřešit.
Například, pokud je nesprávně změřen úhel hostitelské galaxie vůči Zemi, může to výpočty zkrotit, řekl Omán. A události, jako jsou supernovy, mohou urychlit plyn v normální galaxii a vytvořit tak rotační křivky, které vypadají ze Země jako galaxie v tomto novém papíru, řekl Sawala. Ať tak či onak, k potvrzení požadavku bez temné hmoty je zapotřebí dalších následných prací, uvedli všichni odborníci (včetně autorů studie).
Pokud se ukáže, že určité galaxie postrádají normální množství temné hmoty, je to problém pro současné teorie o tom, jak se vesmír vytvořil.
Fyzici vysvětlují, jak se vesmír formoval a jak se chová pomocí modelu známého jako Lambda studená temná hmota (ΛCDM). Popisuje tři klíčové rysy vesmíru: kosmologickou konstantu (Λ), temnou hmotu a temnou energii.
„CDM vysvětluje, jak se formují galaxie, řekl Sawala, a nemůže snadno vysvětlit, jak by se tyto konkrétní galaxie mohly tvořit bez temné hmoty.
Některé z příkladů, které se objevily, řekl Omán, lze vysvětlit ΛCDM. Například trpasličí galaxie uprostřed hustých galaktických shluků mají kolem sebe mnoho dalších zdrojů gravitace, aby odstranily jejich temnou hmotu. Ale v tomto článku, Omán řekl, některé z temných hmot bez galaxií jsou osamělé, daleko od jiných zdrojů gravitace.
„To je výzva,“ řekl Omán.
Někteří vědci představili důkaz o temných hmotách bez galaxií jako knockoutový úder v bitvě mezi ΛCDM a další sadou teorií známých jako Modified Newtonian Dynamics (MOND). Teorie MOND odmítají temnou hmotu ve prospěch vylepšení fyziky gravitace. Protože gravitace by měla působit všude ve vesmíru, MOND by předpověděl, že to, čemu říkáme temná hmota, by mělo být také všude, včetně každé galaxie. Ale pokud tyto galaxie porušují MOND, porušují také ΛCDM, takže to není opravdu vyrazit úder do MOND, řekl Sawala.
Fyzici říkali, že jediný způsob, jak zjistit, co se děje, je studovat tyto galaxie podrobněji pomocí různých nástrojů a potvrdit, že to, co se zdá, že se tam skutečně děje, je.
