นักดาราศาสตร์อาจพบดาราจักรที่ก่อตัวขึ้นโดยไม่มีสสารมืด

ดาราจักรแห่งเดียวนี้ดูเหมือนจะท้าทายทุกสิ่งที่นักดาราศาสตร์รู้เกี่ยวกับการก่อตัวกาแลคซี BY เลโต ซาปูนาร์ | เผยแพร่เมื่อ 9 ธ.ค. 2021 8:00 น.

ศาสตร์

ช่องว่าง

ดาราจักร AGC 114905 ซึ่งดูเหมือนจะไม่มีสสารมืด ฮาเวียร์ โรมาน และพาเวล มานเซรา ปิญาญ

แบ่งปัน    

นักดาราศาสตร์ประหลาดใจที่พบดาราจักรที่ไม่มีชิ้นส่วนที่มองไม่เห็นแต่จำเป็น—สสารมืด

สสารมืด สสารทางทฤษฎีลึกลับที่ประกอบขึ้นเป็น27

 เปอร์เซ็นต์ของจักรวาลของเราและไม่ปล่อยแสง ออกแรงดึงดูดจากสสารปกติ ในภาพปัจจุบันของนักวิทยาศาสตร์เกี่ยวกับการกำเนิดดาราจักร สสารมืดมีความสำคัญเพราะการดึงดึงทำให้เกิดฐานที่ดาราจักรก่อตัวขึ้น

Pavel Mancera Piñaนักดาราศาสตร์จากมหาวิทยาลัย Groningen และสถาบันดาราศาสตร์วิทยุแห่งเนเธอร์แลนด์ (ASTRON)กล่าวว่า “ในความเข้าใจของเราเกี่ยวกับการก่อตัวและวิวัฒนาการของดาราจักร ดาราจักรก่อตัวขึ้นในใจกลางของสสารมืดที่มีรัศมีมวลมหาศาล” โปรเจ็กต์ล่าสุดที่กำลังศึกษาดาราจักร “กระจายแสงสูง” ที่เรียกว่า AGC 114905 ที่จะตีพิมพ์ในวารสารวิทยาศาสตร์Monthly Notices of the Royal Astronomical Society รัศมีสสารมืดเหล่านี้ก่อตัวขึ้นในอวกาศและช่วยดึงกาแลคซี่เข้าด้วยกัน Mancera Piña กล่าว 

นั่นเป็นเหตุผลที่น่าแปลกใจมากเมื่อ Mancera Piña และทีมของเขาพบกาแลคซีที่พวกเขาคิดว่าอาจเกิดขึ้นได้โดยไม่มีสสารมืด

ในช่วงไม่กี่ปีที่ผ่านมาเขาได้ศึกษาสิ่งที่เรียกว่ากาแลคซี่กระจายรังสีอัลตราไวโอเลต แม้ว่าดาราจักรเหล่านี้จะมีขนาดใกล้เคียงกับทางช้างเผือก แต่ก็มีดาวฤกษ์ประมาณหนึ่งในพันเท่านั้น ดาราจักรที่คลายเกลียวออกมีแสงจางลง ดังนั้นนักดาราศาสตร์จึงไม่สามารถสังเกตกาแล็กซีจำนวนมากได้จนกว่าจะมีความก้าวหน้าทางเทคโนโลยีกล้องโทรทรรศน์เมื่อเร็วๆ นี้ แต่ผู้เชี่ยวชาญยังไม่ทราบว่าดาราจักรเหล่านี้ซึ่งมีมวลน้อยกว่าดาราจักรทั่วไปนั้นก่อตัวอย่างไร

มวลในดาราจักรเป็นการรวมกันของดาวฤกษ์และก๊าซของมัน ซึ่งนักวิทยาศาสตร์สามารถมองเห็นได้ แต่ยังรวมถึงสสารมืดด้วย ซึ่งพวกเขามองไม่เห็น นักดาราศาสตร์รู้ว่ายิ่งใจกลางดาราจักรยิ่งมีมวลมากเท่าไร มันก็ยิ่งหมุนเร็วขึ้นเท่านั้น แต่ดาราจักรที่สังเกตพบส่วนใหญ่หมุนเร็วเกินไปสำหรับน้ำหนักที่ปรากฏ

นี่คือที่มาของสสารมืด: สสารมืดเพิ่มน้ำหนักของดาราจักรโดยที่กล้องส่องทางไกลไม่สามารถมองเห็นได้ เมื่อทราบสิ่งนี้ นักดาราศาสตร์ก็เคยชินกับการเห็นดาราจักรหมุนเร็วเกินคาดเนื่องจากอิทธิพลของสสารมืด

หากคุณสามารถวัดความหนักของดาวฤกษ์และก๊าซของดาราจักรด้วยกล้องโทรทรรศน์ และเปรียบเทียบกับมวลรวมของดาราจักรที่วัดจากความเร็วของดาราจักร ความแตกต่างของตัวเลขเหล่านั้นจะบอกคุณได้ว่าสสารมืดแขวนอยู่ในดาราจักรมากเพียงใด . ทีมงานทำสิ่งนี้สำหรับ AGC 114905 พวกเขาประหลาดใจมากที่พวกเขาพบว่าการเคลื่อนที่ของดาราจักรสามารถอธิบายได้ด้วยเรื่องธรรมดาเพียงอย่างเดียว

[ที่เกี่ยวข้อง: เหตุใดกาแล็กซีที่ไม่มีสสารมืดจึงทำให้ยากต่อการพิสูจน์ว่าไม่มีสสารมืด]

ทีมงานพยายามสร้างแบบจำลองว่าการจัดเรียงตัวของสสารมืดที่พบบ่อยที่สุดในดาราจักรที่รู้จักกันในชื่อ “รัศมีสสารมืดเย็น” จะมีพฤติกรรมอย่างไรในดาราจักรนี้ Mancera Piña กล่าว แต่การจำลองรูปร่างทั่วไปของรัศมีของสสารมืดไม่ได้ให้ผลลัพธ์แบบเดียวกับการสังเกตการณ์ในโลกแห่งความเป็นจริง ซึ่งเป็นหลักฐานเพิ่มเติมว่า AGC 114905 สามารถดำรงอยู่ได้โดยไม่มีสสารมืด

นักวิทยาศาสตร์ได้ตรวจพบดาราจักรอื่นจำนวน

หนึ่งที่มีสสารมืดเพียงเล็กน้อยหรือไม่มีเลย แต่ก็ไม่มีข้อมูลที่น่าเชื่อถือเท่า Mancera Piña กล่าว “ฉันคิดว่าผลการวิจัยแสดงให้เห็นว่าคุณสามารถมีกาแลคซี่ที่ไม่มีสสารมืดได้”

อิกนาซิโอ ตรู ฆิโย นักดาราศาสตร์จาก Instituto de Astrofísica de Canarias ในสเปน ซึ่งได้ศึกษากาแลคซีที่มีสสารมืดเพียงเล็กน้อยและ ไม่ได้เกี่ยวข้องกับการศึกษา แรงดึงดูดของดาราจักรข้างเคียงสามารถดึงสสารมืดออกจากดาราจักรได้ ซึ่งอธิบายได้ว่าดาราจักรบางแห่งอาจยังคงก่อตัวขึ้นด้วยสสารมืด แต่จบลงที่ดาราจักรไม่มี

สองตัวเลือกก่อนหน้านี้สำหรับสสารมืดที่ไม่มีกาแลคซี่คือ Dragonfly 2 และ Dragonfly 4 ตรูฮีโยกล่าว ในความเห็นของเขา หนึ่งในการตัดสินใจเหล่านั้นอยู่บนพื้นฐานของสมมติฐานที่ผิดพลาดเกี่ยวกับดาราจักร ในขณะเดียวกัน กาแล็กซีอื่นกำลัง “ถูกทำลายโดยเพื่อนบ้าน” เขากล่าว อย่างไรก็ตาม กาแล็กซีในการศึกษาใหม่นี้มีลักษณะเฉพาะที่ดีกว่าในแง่ของระยะห่างจากเราและความเร็วในการหมุนและดูโดดเดี่ยว ดังนั้นดูเหมือนว่าดาราจักรใกล้เคียงไม่น่าจะขโมยสสารมืดของมันได้

“การศึกษานี้จริงจังมาก ทำได้ดีมาก” ทรูจิลโลกล่าว และเขาเห็นด้วยว่ากาแลคซีแห่งนี้เป็นตัวเลือกที่แข็งแกร่งมากเพราะไม่เคยมีสสารมืด

แต่สำหรับการค้นพบครั้งนี้จะพลิกโฉมวิธีที่นักวิทยาศาสตร์คิดเกี่ยวกับสสารมืดและการก่อตัวของดาราจักรหรือไม่ นั่นไม่ใช่จุดจบของเรื่องราว เขากล่าว เขากำลังดำเนินการติดตามโครงการที่สามารถวิเคราะห์กาแลคซีนี้ได้อย่างใกล้ชิดยิ่งขึ้น คล้ายกับการศึกษาอย่างละเอียดที่เสร็จสิ้นแล้วสำหรับกาแลคซีที่คาดหวังอื่นๆ 

การค้นพบที่ดูเหมือนจะขัดแย้งกับวิทยาศาสตร์ที่เป็นที่ยอมรับนั้นเป็นสิ่งที่ดี ตรูฆีโยชี้ให้เห็น เพราะพวกเขาผลักดันการทดลองและทฤษฎีใหม่ๆ ไปข้างหน้า เขากล่าว “มันยอดเยี่ยมมากในการค้นหาสิ่งแปลก ๆ”