Remiantis mūsų vyraujančiais kosmologiniais modeliais, tamsioji medžiaga sudaro maždaug 85% visatos masės. Nors nuolatinės pastangos tirti šį paslaptingą, neregėtą klasterį tiesioginių įrodymų nedavė, astrofizikai sugebėjo išmatuoti jo poveikį stebėjimais. tamsiosios medžiagos aureolėsir gravitacinis lęšis bei bendrosios reliatyvumo teorijos įtaka didelio masto kosminėms struktūroms. ir pasitelkus naujos kartos misijas, tokias kaip ESA Euklidas Ir NASA Nancy Grace Roman Kosminiams teleskopams tamsioji medžiaga gali likti nebe paslaptis!

Tada atsiranda kažkas panašaus: didžiulė galaktika, kuri, atrodo, turi mažai arba visai neturi tamsiosios medžiagos! Būtent tai pastebėjo astronomų komanda, vadovaujama Instituto Astrofisica de Canarias (IAC) narių, stebėdama NGC 1277. Ši lęšinė galaktika, esanti už 240 milijonų šviesmečių Persėjo žvaigždyne, yra kelis kartus didesnė už Paukščių Taką. Tai pirmas kartas, kai buvo rasta didžiulė galaktika, kurioje nėra tamsiosios medžiagos požymių, o tai yra rimtas iššūkis mūsų dabartiniams kosmologiniams modeliams.

Buvo vadovaujama paieška Sebastianas ComeronasLa Lagunos universiteto (ULL) ekstragalaktinis astronomas, IAC ir vadovas Storio disko archyvatoriai (ArcThick) Bendradarbiavimas. Prie jo prisijungė mokslininkai iš Instituto Nacional de Astrofísica, Óptica y Electrónica (INAOE), Consejo Nacional de Ciencia y Tecnología, Ukrainos nacionalinės mokslų akademijos, Instituto Física de Partículas y del Cosmos (IPARCOS) ir AMPle Maxtrocky instituto. Straipsnis, kuriame aprašomos jų išvados, neseniai pasirodė žurnale Astronomija ir astrofizika.

Pagal standartinį kosmologijos modelį – taip pat žinomas kaip. į Šalta lambda tamsioji medžiaga Modelis (? CDM) – Tamsioji medžiaga vaidino neatsiejamą vaidmenį formuojantis ir vystantis Visatai (ir tebedaro tai). Teoriškai ši nematoma masė egzistavo netrukus po Didžiojo sprogimo ir suformavo aureoles, kurios pritraukė neutralias vandenilio dujas į besisukančius diskus. Šios dujos buvo įtrauktos į vis tankesnius ir tankesnius debesis, todėl susiformavo pirmosios žvaigždės ir galaktikos. Šiandien DM yra pagrindinis visų masyvių galaktikų komponentas ir yra akivaizdus iš jo sukimosi kreivių, jo sukurtų lęšių ir sąveikos su aplinkinėmis žvaigždėmis ir galaktikos terpe (IGM).

Tačiau kai komanda išmatavo NGC 1277 masės pasiskirstymą, jie pastebėjo tik žvaigždės pasiskirstymą. Iš to jie daro išvadą, kad DM gali sudaryti ne daugiau kaip 5% galaktikos masės stebimu spinduliu, nors jų stebėjimai rodo, kad DM gali nebūti. Kaip neseniai pabrėžė Comeronas IAC pranešimas spaudai:

„Šis rezultatas neatitinka šiuo metu priimtų kosmologinių modelių, į kuriuos įtraukta tamsioji medžiaga. Likusių galaktikų svarba padedant suprasti, kaip susiformavo pirmosios galaktikos, nusprendėme stebėti NGC 1277 naudodami integruotą lauko spektrometrą. Iš spektrų sukūrėme kinematinį žemėlapius, kurie leido nustatyti masės pasiskirstymą galaktikoje iki maždaug 020,0 spindulio šviesos.

Savo darbe komanda apibūdina NGC 1277 kaip „likutinės galaktikos“ prototipą, labai retą klasę, kuri nesąveikauja su kaimyninėmis galaktikomis. Manoma, kad šios galaktikos yra milžiniškų galaktikų, susiformavusių netrukus po Didžiojo sprogimo, liekanos. Tačiau CDM modelis numato, kad DM turėtų sudaryti mažiausiai 10% masyvių galaktikų, tokių kaip NGC 1277, o daugiausia 70% šio tipo galaktikų. Jis pasakė Bendraautorė Ana Ferré Mathieu, IAC ir ULL tyrėja Yra du galimi šio neatitikimo paaiškinimai:

„Viena yra ta, kad dėl gravitacinės sąveikos su supančia terpe galaktikų spiečiuje, kuriame yra ši galaktika, tamsioji materija buvo pašalinta. Kitas dalykas yra tai, kad tamsioji medžiaga buvo išstumta iš sistemos, kai galaktika susijungė protogalaktinių fragmentų susijungimo būdu, todėl atsirado likusi galaktika.”

Tačiau nė vienas iš šių paaiškinimų nėra visiškai patenkinamas komandos atžvilgiu. Netolimoje ateityje komanda planuoja toliau tirti paslaptį, atlikdama stebėjimus naudojant WHT patobulintos zonos greičio ieškiklis (WEAVE), esantis adresu Viljamo Heršelio teleskopas (WHT), esantis Roque de los Muchachos observatorijoje La Palmos saloje. Jei WEAVE greičio matavimai patvirtins, kad NGC 1277 neturi DM, jie gali sukelti abejonių dėl alternatyvių teorijų, tokių kaip modifikuota Niutono dinamika (MOND). Jis pasakė Trujillo:

„Šis neatitikimas tarp stebėjimų ir to, ko mes tikimės, yra paslaptis, o galbūt iššūkis standartiniam modeliui. Nors tamsioji materija gali būti prarasta tam tikroje galaktikoje, modifikuotas gravitacijos dėsnis turėtų būti universalus ir jam negali būti jokių išimčių, kad galaktika be tamsiosios medžiagos būtų tokio tamsiosios materijos pakaitalo paneigimas.”

Šie stebėjimai taip pat galėtų atskleisti galaktikos supermasyviąją juodąją skylę (SMBH), kurios masė yra apie 17 milijardų Saulės masių arba 4250 kartų didesnė už Šaulio A* masę (SMBH Paukščių Tako centre)! Kai kurių astronomų teigimu, DM šaltinis gali būti juodosios skylės, susidariusios ankstyvosios visatos metu subyrėjus DM halams. Taip pat yra tamsiosios materijos galaktikų paslaptis, pavyzdžiui, keistas FAST J0139+4328 atvejis, kurį beveik vien sudaro DM.

Tokios naujos kartos misijos kaip Euklidas ir Nancy Grace Roman Kosminiai teleskopai taip pat suteiks naujų įžvalgų, nagrinėdami visatos plėtimąsi po Didžiojo sprogimo. Šiais stebėjimais siekiama išmatuoti tamsiosios materijos (ir tamsiosios energijos) įtaką didžiausiose kosminėse skalėse. Šių ir kitų tyrimų rezultatai išspręs diskusiją, atskleisdami paslaptingos nematomos masės egzistavimą arba tai, kad mūsų supratimą apie gravitaciją (kaip apibūdina bendroji reliatyvumo teorija) reikia peržiūrėti.

Papildoma literatūra: IACIr Astronomija ir astrofizika