Neredeyse görünmez bir galaksi karanlık madde paradigmasına meydan okuyor

Kanarya Adaları Astrofizik Enstitüsü'nde (IAC) araştırmacı olan Mireia Montes liderliğindeki bir grup astrofizikçi, bugüne kadar kaydedilen en büyük ve en yaygın galaksiyi keşfetti. Araştırma dergide yayımlandı Astronomi ve astrofizikGran Telescopio Canarias (GTC) ve Green Bank Radyo Teleskobu (GBT) tarafından elde edilen veriler kullanıldı.

Nube, Kanarya Adaları Astrofizik Enstitüsü (IAC) liderliğindeki uluslararası bir araştırma ekibi tarafından La Laguna Üniversitesi (ULL) ve diğer kurumlarla işbirliği içinde keşfedilen neredeyse görünmez bir cüce galaksidir.

Bu isim, grubun araştırmacılarından birinin 5 yaşındaki kızı tarafından önerildi ve vücudun yaygın görünümünden kaynaklanıyor. Yüzeyinin parlaklığı o kadar zayıf ki, sanki bir hayaletmiş gibi, gökyüzünün bu kısmında daha önce yapılan çeşitli araştırmalarda fark edilmemişti. Bunun nedeni yıldızların o kadar yayılmış olmasıdır ki “Nube” (İspanyolca “bulut” anlamına gelir) neredeyse tespit edilemez.

Yeni keşfedilen bu galaksinin, onu daha önce bilinen nesnelerden ayıran bir dizi spesifik özelliği var. Araştırma ekibi, Nobi'nin kendi türündeki diğer gökadalardan on kat daha zayıf ama aynı sayıda yıldız içeren diğer nesnelerden de on kat daha büyük bir cüce gökada olduğunu tahmin ediyor. Biraz astronomi bilen birine bunun ne anlama geldiğini göstermek için, bu galaksi galaksinin yaklaşık üçte biri büyüklüğündedir. SamanyoluAncak kütlesi Küçük Macellan Bulutu'nunkine benzer.

Nubia Galaksisinin farklı teleskoplarla çekilmiş bir resmi. Kredi bilgileri: SDSS/GTC/IAC

Makalenin ilk yazarı ve IAC ve ULL'da araştırmacı olan Mireya Montes, “Mevcut bilgimizle, bu kadar olağanüstü özelliklere sahip bir galaksinin nasıl var olabileceğini anlamıyoruz” diye açıklıyor.

Makalenin ikinci yazarı Ignacio Trujillo birkaç yıldır SDSS görüntülerine dayalı analizler gerçekleştiriyor (Sloan Dijital Gökyüzü AraştırmasıLegado del IAC Stripe 82 projesi çerçevesinde gökyüzünün belirli bir şeridi. Veri incelemelerinden birinde, bir araştırma projesi kurmaya yetecek kadar ilginç görünen soluk bir yama fark ettiler.

Bir sonraki adım, taramadaki bu yamanın bir tür hata değil, çok yaygın bir nesne olduğunu doğrulamak için Gran Telescopio Canarias'tan (GTC) çok renkli, çok derin görüntüler kullanmaktı. Zayıflığından dolayı Nobby'nin tam mesafesini belirlemek zordur. Amerika Birleşik Devletleri'ndeki Green Bank Teleskobu (GBT) ile elde edilen bir gözlemi kullanan araştırmacılar, Çok Büyük Dizi (VLA) radyo teleskopu ve William Herschel Optik Teleskobu kullanılarak yapılacak gözlemlere rağmen Nobi'nin mesafesinin 300 milyon ışıkyılı olduğunu tahmin ettiler. La Palma'daki Roque de los Muchachos Gözlemevi'ndeki (WHT) bu mesafenin doğru olup olmadığını göstermelerine yardımcı olmalı. Ignacio Trujillo, “Galaksinin daha yakın olduğu ortaya çıkarsa, hâlâ çok garip bir nesne olacak ve astrofizik için büyük zorluklar oluşturacaktır” yorumunu yapıyor.

Mevcut karanlık madde modelinin başka bir zorluğu var mı?

Genel kural, galaksilerin iç bölgelerinde çok daha fazla yıldız yoğunluğunun bulunması ve bu yoğunluğun merkezden uzaklaştıkça hızla azalmasıdır. Ancak Montes, Nobi'de “yıldızların yoğunluğunun nesne boyunca çok az değiştiğini, bu yüzden de bu kadar sönük olduğunu ve GTC'den çok derin görüntüler alana kadar onu iyi gözlemleyemediğimizi” söylüyor. “

Nubia Galaksisi. Bu şekil, arka plan seçimi için renkli bir fotoğraf ile siyah beyaz bir fotoğrafın birleşimidir. Kredi bilgileri: GTC/Mireya Montes

Acemi gökbilimcileri şaşırttı. İlk bakıştaEkip, tuhaf özelliklerine dair herhangi bir etkileşim veya başka bir belirti olmadığını açıklıyor. Kozmolojik simülasyonlar, farklı senaryolara dayalı olsa bile onun “ekstrem” özelliklerini yeniden üretemiyor. Montes, “Şu anda kabul edilen kozmolojik model olan soğuk karanlık madde modeli kapsamında geçerli bir açıklamadan mahrum kaldık” diye açıklıyor.

Soğuk karanlık madde modeli evrendeki büyük ölçekli yapıları yeniden üretebilir ancak Nobby'ninki gibi iyi bir cevap sağlayamadığı küçük ölçekli senaryolar da vardır. Çeşitli teorik modellerin bunu nasıl yeniden üretemeyeceğini gösterdik ve bu da onu bugüne kadar bilinen en uç örneklerden biri haline getirdi. Montes, “Bu galaksi ve bulabileceğimiz benzer galaksilerle, evreni anlama konusunda yeni bir pencere açacak ek kanıtlar bulmamız mümkün” yorumunu yaptı.

Ignacio Trujillo, “Çekici olasılıklardan biri, Nube'nin olağandışı özelliklerinin bize karanlık maddeyi oluşturan parçacıkların çok küçük bir kütleye sahip olduğunu göstermesidir” diyor. Eğer öyleyse, bu galaksinin olağandışı özellikleri kuantum fiziğinin özelliklerinin kanıtı olarak hizmet edebilir, ancak galaktik ölçekte. Şu sonuca varıyor: “Eğer bu hipotez doğrulanırsa, küçüklerin dünyasını büyüklerin dünyasıyla birleştiren doğanın en güzel tezahürlerinden biri olacak.”

Referans: Mireya Montes, Ignacio Trujillo, Ananthan Karunakaran, Raul Infante-Saenz, Christine Speeks, Giulia Giulini, Michael Beasley, Maria Ciprian, Nocchia Ciampa, Mauro D'Onofrio, “Küçük Macellan Bulutu'nun kabaca kütlesi kadar karanlık bir galaksi”, Lee Kelvin ve Javier Roman, 9 Ocak 2024, Astronomi ve astrofizik.
doi: 10.1051/0004-6361/202347667