Asi 13 milionů světelných let daleko v souhvězdí Canes Venatici je mrak. Jedním z nich, na který se zaměřujeme, je Canes Venatici I, jen malá část Virgo Supercluster a jen se pohybuje spolu s expanzí vesmíru. V něm vidíme galaxii, která vyniká z davu z velmi dobrého důvodu ... má velmi malou nebo žádnou temnou hmotu. Jeho jméno? Messier 94.
Když velmi nadaný Pierre Mechain objevil tuto galaxii 22. března 1781, trvalo dva dny, než měl Charles Messier šanci potvrdit své pozorování a zařadit jej jako objekt 94. Z Messierových poznámek: „` Mlhovina bez hvězdy, nad Srdcem Charles [alfa Canum Venaticorum], paralelně s hvězdou č. 8, šesté velikosti loveckých psů [Canes Venatici], podle Flamsteeda: Ve středu je brilantní a mlhovina je trochu rozptýlená. Připomíná mlhovinu, která je pod Lepusem, č. 79; ale tento je krajší a jasnější: M. Mechain tento objevil 22. března 1781. (průměr 2,5 ′) ”.
Zatímco většina pozorovatelů a některých referenčních průvodců odkazuje na M94 jako na spirálovitou galaxii s pruhovanou bariérou (Sb), pozoruhodnou vlastností všech je duální prstencová struktura - důkaz galaktického jádra s nízkou ionizací jaderné emisní linie (LINER). Vnitřní jádro je hvězdný prsten, kde se mnoho hvězd rychle tvoří a podstoupí supernovy úžasnou rychlostí. Tyto hvězdné výbuchy mohou být také doprovázeny tvorbou galaktických proudů, když hmota padá do střední černé díry a vytváří rezonanční vzorec. Říká C. Munoz-Tunon: „Výklenek a vnitřní tyč pohánějí pohyb plynu na disku, způsobují pohyby dovnitř mimo kroužek H II a ven právě uvnitř, čímž se hromadí materiál, který na prstenci vyvolává tvorbu hvězd. Ve střední části tyč pohání plyn směrem ke středu, což vysvětluje značné množství plynu v jádru, a to navzdory přítomnosti fosilního hvězdného výbuchu. Zvláštní pohyby popsané v literatuře v souvislosti s ionizovaným plynem kruhu H II lze chápat jako inflační plyn narážející na rázové vlny generované hvězdicovými uzly na kruhu H II a zvednuté nad galaxický disk. Scénář tvorby hvězd, který se šíří z jádra směrem ven používaného k vysvětlení zdánlivě se rozšiřujícího pohybu kruhu HI, není plně podporován ve světle srovnání polohy kruhu HI s umístěním kruhu FUV. FUV prstencové vrcholy dosahují přibližně 45 "- 48", což může ukazovat na scénář formování hvězd směrem dovnitř. "
Ale bod je diskutabilní. Podle práce Johna Kormendyho a Roberta Kennicutta je možné, že to, co vidíme, je pouze iluze hvězdného výboje způsobená naším zorným úhlem. "Vesmír je v přechodu." V raných dobách dominovala galaktická evoluce hierarchickým sdružováním a slučováním, procesy, které jsou násilné a rychlé. V daleké budoucnosti bude evoluce většinou sekulární pomalé přeskupení energie a hmoty, které je výsledkem interakcí zahrnujících kolektivní jevy, jako jsou tyče, oválné disky, spirální struktura a trojosé temné halo. Oba procesy jsou nyní důležité. Tento přehled pojednává o interním sekulárním vývoji a soustředí se na jeden důležitý důsledek, nahromadění hustých centrálních komponent v diskových galaxiích, které vypadají jako klasické boule vytvořené sloučením, ale které byly pomalu vyrobeny z diskového plynu. Tyto pseudobulges nazýváme. “
Bez ohledu na to, co způsobilo dvojitou prstenovou strukturu a klesající křivky rotace - skutečná odpověď je stále nepolapitelná. Kupodivu to bylo to, co bylo navrženo v roce 2008, což učinilo Messiera 94 ještě tajemnějším ... nedostatkem temné hmoty.
Proč by tedy měla temná hmota „záležet“? To je jednoduché. Známe její gravitační účinky na viditelnou hmotu, a tak můžeme vysvětlit ploché křivky rotace spirálních galaxií, nemluvě o tom, že temná hmota má ústřední roli při tvorbě struktur galaxií a evoluci galaxií. Vděčíme za tato zjištění Fritzovi Zwickymu, který nám řekl, že vysoký poměr hmoty ke světlu naznačuje přítomnost temné hmoty v galaxiích - stejně jako nás učil, že temná hmota hraje roli také v klastrech galaxií. Linka myšlení Dr. Zwickyho byla v té době radikální… Ale je tu stále prostor pro radikální myšlení? Proč ne?
Podle práce Joanna Jalochy, Lukasze Bratka a Marka Kutschery tvoří v M94 všechny světelné hvězdy a plyn veškerý materiál - bez místa pro temnou hmotu. „Porovnání hromadných funkcí a zákonů rotace na konci předchozí části ilustruje skutečnost, že modely se zploštěným rozdělením hmoty jsou účinnější než běžně používané modely za předpokladu sférického halou. První z nich jsou lepší v účetnictví jak vysokých rotačních rychlostí, tak i nízké struktury rotačních křivek a se zřetelně menším množstvím hmoty než druhá (vztah mezi rotací a distribucí hmoty v diskovém modelu je velmi citlivý na gradienty křivka rotace). Použití diskového modelu je odůvodněné pro galaxie s rotačními křivkami narušujícími sférický stav. To je nutná (i když nedostatečná) podmínka pro sférické rozdělení hmoty. Rotaci spirálové galaxie NGC 4736 lze plně pochopit v rámci newtonovské fyziky. Našli jsme hmotnostní distribuci v galaxii, která dokonale souhlasí s její křivkou rotace s vysokým rozlišením, souhlasí s distribucí luminosity v pásmu I dávajícím nízký poměr hmotnosti k světlu 1,2 v tomto pásmu při celkové hmotnosti 3,43 × 1010M a je v souladu s množstvím HI pozorovaným ve vzdálených částech galaxie, takže nezůstává příliš mnoho prostoru (pokud existuje) pro temnou hmotu. Je pozoruhodné, že jsme dosáhli této konzistence, aniž bychom se odvolávali na hypotézu masivního temného svatozáře ani na základě modifikovaných gravitací.
Existuje spirální galaxie, podobná NGC 4736, které dominují sférické rozložení hmoty na větších poloměrech. A co je nejdůležitější, v této oblasti by měly být křivky rotace přesně rekonstruovány, aby nedošlo k nadhodnocení distribuce hmoty. Pro danou křivku rotace lze snadno určit, zda sférický halo může být povoleno na velkých poloměrech zkoumáním Keplerovské hmotnostní funkce odpovídající rotační křivce (tzv. Zkouška sféricity). Použitím doplňujících informací o distribuci hmoty, nezávislé na křivce rotace, jsme překonali mezní problém pro diskový model, že pro danou rotační křivku nebylo možné jednoznačně nalézt distribuci hmoty, protože to bylo závislé na libovolné extrapolaci rotační křivky . “
Další vysvětlení? Poté vstoupíte do MOND - modifikovaná newtonovská dynamika, kde se k vysvětlení problému rotace galaxie použije modifikace Newtonova druhého zákona dynamiky (F = ma). Jednoduše uvádí, že zrychlení není lineárně úměrné síle při nízkých hodnotách. Ale bude to fungovat tady? Kdo ví? Jacob Bekenstein říká: „Modifikovaná paradigma dynamiky newtonské dynamiky (MOND) Milgrom se může pochlubit řadou úspěšných předpovědí týkajících se galaktické dynamiky; jsou vyráběny bez předpokladu, že temná hmota hraje významnou roli. MOND vyžaduje gravitaci odchýlit se od newtonovské teorie v extragalaktickém režimu, kde dynamické zrychlení je malé. Dosud teorie relativistické gravitace navržené na podporu MOND se buď střetly s post-newtonovskými testy obecné relativity, nebo nedokázaly poskytnout významné gravitační čočky nebo porušily posvátné principy tím, že projevily superluminální skalární vlny nebo {a priori} vektorové pole. “
Až příště sledujete galaxie, podívejte se na Galaxii „Kočičí oko“. I malý dalekohled odhalí svůj jasný, kontroverzní jádro a moudrost. A díky vynikajícím astrofotografům, jako je Roth Ritter, jsme mohli vidět mnohem víc…
Naše poděkování patří Rothovi Ritterovi ze Severní Galaktiky za sdílení jeho neuvěřitelné práce!
