Para ilmuwan mengamati galaksi hantu ini selama 40 jam dan tidak dapat menemukan materi gelap apa pun

Sebuah penemuan baru telah memperdalam misteri galaksi tanpa mereka materi gelap.

Di galaksi yang disebut AGC 114905, 250 juta tahun cahaya jauhnya, para astronom tidak dapat menemukan jejak objek misterius itu, bahkan setelah 40 jam pengamatan terperinci dan analisis selanjutnya.

Hasilnya akan dipublikasikan di Pemberitahuan Bulanan Royal Astronomical Society Tersedia di server pracetak arXiv, memperkuat kasus galaksi yang secara misterius kekurangan materi gelap, meskipun sangat penting untuk model evolusi galaksi kita.

“Ini tentu saja yang kami pikirkan dan harapkan karena mengkonfirmasi pengukuran kami sebelumnya,” Astronom Pavel Mancera Peña berkata: dari Universitas Groningen dan Astron di Belanda.

“Tapi masalahnya sekarang adalah teori memprediksi bahwa seharusnya ada materi gelap di AGC 114905, tetapi pengamatan kami mengatakan tidak ada materi gelap. Faktanya, perbedaan antara teori dan pengamatan semakin besar.”

Materi gelap adalah salah satu misteri terbesar alam semesta. Kami tidak tahu apa itu karena kami tidak dapat mendeteksinya secara langsung, tetapi kami tahu bahwa ada beberapa massa yang menyebabkan berbagai efek di alam semesta yang tidak dapat dijelaskan oleh materi alam saja.

Bintang, misalnya, mengorbit galaksi mereka pada kecepatan yang lebih cepat daripada yang dapat dijelaskan oleh medan gravitasi materi biasa. Cara jalur cahaya membelok saat melewati medan gravitasi yang sangat besar dari ruang intergalaksi adalah hal lain.

Para astronom percaya bahwa materi gelap membantu pembentukan galaksi. Ada jaringan materi gelap tak terlihat yang membentang di alam semesta, dan gravitasi yang dihasilkannya membantu materi biasa berkumpul menjadi galaksi. Dan menurut model kami, materi gelap juga membantu galaksi-galaksi ini tetap bersama – semacam faktor hubungan kosmik.

Tetapi para astronom telah menemukan petunjuk tentang galaksi tanpa materi gelap dalam beberapa tahun terakhir, bertentangan dengan keyakinan kita akan keberadaan alam semesta. Jadi, ketika Mancera Peña dan rekan-rekannya menemukan enam galaksi yang tampaknya tanpa materi gelap, seperti yang dijelaskan dalam a makalah 2019Mereka memutuskan untuk melihat lebih dekat.

AGC 114905 adalah apa yang kita sebut galaksi kerdil yang sangat menyebar. Ini seukuran Bima Sakti, tetapi jauh lebih sedikit bercahaya, dan mengandung jauh lebih sedikit bintang – sekitar seribu kali lebih sedikit. Karena mereka memiliki materi alam yang sangat sedikit, diperkirakan bahwa galaksi-galaksi ini harus disatukan oleh materi gelap.

Jadi para peneliti melihat lebih dekat pada AGC 114905 menggunakan NRAO’s Very Large Array di New Mexico, dan memperoleh total 40 jam data pengamatan dengan resolusi spasial yang jauh lebih tinggi. Selanjutnya, mereka dengan hati-hati memplot kurva rotasi galaksi—kecepatan orbit objek di AGC 114905, diplot terhadap jaraknya dari pusat galaksi.

Ini adalah salah satu cara paling umum untuk menghitung jumlah materi gelap di galaksi: objek dalam orbit yang sangat cepat dapat dijelaskan dengan menambahkan materi gelap, dan jumlah materi gelap memengaruhi kecepatan orbit tambahan.

Tetapi kurva spin AGC 114905 tidak memerlukan keberadaan materi gelap. Hal ini dapat dijelaskan hanya dengan jumlah materi biasa saja. Ini berarti bahwa jumlah materi gelap di galaksi tampaknya dapat diabaikan.

Ini menghadirkan masalah yang sulit karena tidak ada penjelasan tentang kurangnya materi gelap yang tampaknya tepat. Satu penjelasan, misalnya, adalah apakah galaksi masif di dekatnya telah melucuti materi gelap AGC 114905, seperti yang muncul dalam kasus galaksi difus lain yang ditemukan tidak mengandung materi gelap, DF4.

“Tapi tidak ada apa-apa,” Mancera Peña berkata:. “Dan dalam kerangka formasi galaksi paling terkenal, yang disebut model materi gelap dingin, kita harus memperkenalkan nilai variabel ekstrem di luar kisaran biasanya. Juga, dengan Dinamika Newton yang Dimodifikasi, teori alternatif materi gelap dingin , kita tidak dapat mereproduksi gerakan gas di dalam galaksi.”

Dalam kasus galaksi lain yang mengandung jumlah materi gelap yang tidak normal, kita bisa saja salah menghitung jaraknya. Para peneliti mengatakan jarak ke AGC 114905 dibatasi dengan baik.

Para peneliti mengakui bahwa ada kemungkinan bahwa perkiraan sudut pengamatan tidak sesuai; Itu bisa menjelaskan kurangnya materi gelap. Tetapi mereka berkata, tetapi itu harus dihentikan dengan selisih yang sangat besar.

Selain itu, keenam galaksi dari studi awal mereka menunjukkan perilaku yang sama, pada kisaran kemiringan yang berbeda. Ini, kata mereka, menunjukkan bahwa perilaku itu bukan hasil dari kesalahan sistematis. Mereka saat ini sedang melakukan tindak lanjut terperinci dari galaksi kedua yang menyebar super untuk mencoba mencapai dasarnya.

Jika dikonfirmasi, temuan mereka bisa memiliki implikasi yang sangat menarik bagi pemahaman kita tentang evolusi galaksi.

“Kami telah mengkonsolidasikan dan mengilustrasikan temuan sebelumnya tentang sifat menakjubkan dan dinamika galaksi kaya gas yang sangat menyebar. Namun, asal usul dan jalur evolusi yang tepat sebagian besar masih menjadi misteri,” Para peneliti menulis dalam makalah mereka.

Pekerjaan saat ini juga menunjukkan bahwa galaksi yang kaya gas dan sangat menyebar adalah kelompok yang menjanjikan untuk mempelajari materi gelap, karena mereka dapat memberikan petunjuk untuk memahami sifatnya.”

Pencarian dijadwalkan untuk muncul di Pemberitahuan Bulanan Royal Astronomical Society dan tersedia di arXiv.