天文学者は長い間、部屋に目に見えない象がいることに気付きました。いわゆる暗黒物質です。これは、宇宙のすべての目に見える星、ガス、塵よりも 6 対 1 の比率で重く見えます。
暗黒物質が実際に何であるかは誰にもわかりませんが、その存在は銀河系の通常の物質への重力の影響から推測されてきました - これまで.天文学者は暗黒物質がないように見える銀河を発見しました。この主張は、ジャーナル Nature で今日報告されました 、銀河の形成について一般に受け入れられている知識に疑問を投げかけ、確認されれば、暗黒物質の本質を解明するのに役立つ可能性があります.
「それは本当にかなり不快です。存在すべきではありません。発見チームの一員ではなかったエール大学の天文学者マーラ・ゲハは、奇妙な銀河について語った。 「しかし、データを見ると、それがあなたが引き寄せられる結論です。」
銀河 NGC 1052–DF2 は、6,500 万光年離れたくじら座にある半透明の光のにじみであり、約 2 億個の太陽に相当する星と、無視できる量のガスと塵を含んでいます。以上です。イェール大学の天文学者ピーター・ヴァン・ドックムとその同僚による新しい研究によると、銀河の目に見える物質がその質量全体を占めているという常識的な結論は、非常に奇妙であることが判明しました。
銀河形成の理論では、暗黒物質の重い塊が最初にそれらに明るいものを引き付け、新しい銀河の種をまき、目に見える宇宙全体がしがみつくための一種の骨格を作り出します.観察はこの絵を裏付けています。たとえば、天の川ほどの大きさの銀河は、すべての星を合わせた重量の約 30 倍の重さの暗黒物質の雲の中にあるようです。より小さな銀河である NGC 1052–DF2 は、数十の同等の天体の観測に基づいて、恒星の 400 倍の暗黒物質を持っているはずです。代わりに、この新しい論文は、NGC 1052–DF2 で見られるものが得られることを示唆しています。
天文学者は、2000 年に古い写真乾板の汚れとして銀河を初めて発見しました。しかし、Dragonfly Telephoto Array によるより詳細な観測は、Canon のカメラ レンズを組み合わせて空に広がるかすかな天体を研究する DIY スタイルの天文台で、van Dokkum と彼のチームの興味を引きました。スローン デジタル スカイ サーベイ、ハッブル宇宙望遠鏡、およびハワイのケック天文台を使用した詳細な調査により、明るい点の群れが明らかになりました。
研究者たちは、これらの点はおそらく球状星団であり、銀河の外側によく見られる星の密集したボールであると考えています。 NGC 1052–DF2 のものは、それ自体が神秘的です。その多くは、天の川で最も明るい球状星団であるオメガ ケンタウリに匹敵する明るさです。彼らの動きを測定することで、天文学者は軌道内に閉じ込められた物質の質量を計算することができました。彼らは、暗黒物質が非常にまばらであるか、まったく存在しないことを発見しました.
それが何を意味するのかを解析するのは簡単ではありませんが、直観に反するとしても、チームは次のように主張する1つの明確な結論につながります。
修正ニュートン力学や創発重力と呼ばれる新しいアイデアなどの理論は、暗黒物質は存在しないことを示唆しています。これらの理論は、銀河が神秘的な目に見えないもので満たされているのではなく、暗黒物質の存在を模倣するだけの方法で、重力が銀河のスケールで予想されるものとは異なる働きをしていると仮定しています。しかし、もしそれが本当なら、すべての銀河はこれらの異なる重力の法則に従い、あたかも例外なく暗黒物質を含んでいるように見えるはずです.
暗黒物質の存在に異議を唱える理論は、銀河 NGC 1052–DF2 が存続するという新しい主張を説明する必要があります。
しかし、暗黒物質が実在する場合、物理学者は、NGC 1052-DF2 の星が暗黒物質からどのように分離されたかを説明する必要があります。この銀河は 2 つの極端な銀河の一方の端にあり、もう一方は 2016 年に同じチームによって発見された別の奇妙な銀河であるドラゴンフライ 44 によって固定されています。天文学者が予想するよりも目に見える物質に。どちらの発見も、通常の銀河のスケーリング関係に挑戦し、銀河がどのように形成されるかについての新しい理論を必要としています。 「銀河物理学の世界ではとても楽しい時期です」と、研究チームの一員ではなかったオハイオ州立大学の天文学者、アニカ・ピーターは言いました。
NGC 1052-DF2 の形成を説明するためのほとんどの道筋は、その銀河の隣人を巻き込んでいます。 「これを見たとき、『このオブジェクトはグループ環境にあるに違いない』と思いました」とピーターは言いました。彼女は、隣接する銀河からのより大きな重力場が暗黒物質をそこから引き離し、場所の設定をそのままにしながら星の下からテーブルクロスを引っ張った可能性があると説明しました.
Van Dokkum と同僚は、追加のアイデアを持っています。たとえば、2 つの銀河が合体すると、ガスの流れが衝突する可能性がありますが、暗黒物質は相互作用することなく通過すると考えられています。これにより、ガスは暗黒物質の塊から離れて星を形成することができます。ただし、この銀河には、このプロセスに通常伴う尾のような特徴はないようです。現在の理論について、van Dokkum は次のように述べています。「すべての問題があると思います。」
チームは現在、NGC 1052-DF2 の追加の観測を提案しています。これには、しばしば遅れますが、ジェームズ ウェッブ宇宙望遠鏡が含まれます。優先事項の 1 つは、明るい球状星団の動きだけでなく、星の軌道を見て銀河の質量を測定することです。
より大きな天体物理学コミュニティが注目するでしょう。 「データに反論するのは非常に難しいです」とゲハは言います。 「しかし、個人的には、完全に納得する前に、このオブジェクトについてもっと研究したいと思っています。」
