Το 2016, οι ερευνητές ισχυρίστηκαν ότι βρήκαν έναν γαλαξία φτιαγμένο σχεδόν εντελώς από σκοτεινή ύλη και σχεδόν χωρίς αστέρια. Τώρα, σε πιο προσεκτική εξέταση, ο ισχυρισμός αυτός έχει καταρρεύσει.
Ο γαλαξίας, Dragonfly 44 (DF44), ανήκει σε μια κατηγορία μυστηριωδών αντικειμένων γνωστών ως εξαιρετικά διάχυτοι γαλαξίες ή UDGs. Οι ερευνητές έχουν συζητήσει από τη δεκαετία του 1980 αν αυτά τα τεράστια, αμυδρά αντικείμενα έχουν χαμηλή μάζα, όπως οι νάνοι γαλαξίες που αλείφονται σε τεράστιες περιοχές, ή περισσότερο σαν βαριές γαλαξίες τύπου Γαλαξίας που φαίνονται σκοτεινές για δύο λόγους: επειδή δεν έχουν σχεδόν κανένα αστέρι και επειδή ένα τεράστιο κλάσμα της μάζας τους είναι η σκοτεινή ύλη που βρίσκεται στα εξωτερικά περιθώρια του γαλαξία, σε λεγόμενα φωτοστέφανα σκοτεινής ύλης που δεν εκπέμπουν φως. Σε μια δημοσίευση που δημοσιεύθηκε το 2016 στο The Astrophysical Journal Letters, οι επιστήμονες υποστήριξαν ότι το DF44 ήταν ένας από αυτούς τους γαλαξίες με ένα μεγάλο φωτοστέφανο με σκοτεινή ύλη και λίγα αστέρια. Εκτίμησαν τη μάζα της και διαπίστωσαν ότι ήταν τουλάχιστον 98% σκοτεινή ύλη.
Ωστόσο, μια νέα ανάλυση, που δημοσιεύθηκε στις 8 Οκτωβρίου στο περιοδικό Monthly Notices of the Royal Astronomical Society, δείχνει ότι η προηγούμενη μελέτη το έκανε λάθος. Οι ερευνητές στη μελέτη του 2016 υπέθεσαν ότι ένα σωρό μάζα ήταν σφαίρα στο φωτοστέφανο της σκοτεινής ύλης. αλλά στην πραγματικότητα, η νέα μελέτη έδειξε πολύ χαμηλότερη συνολική μάζα, δείχνοντας ότι το DF44 είναι ένας από αυτούς τους γαλαξίες νάνων χαμηλής μάζας που απλώνονται σε όλο το διάστημα με κανονικά ποσοστά σκοτεινής ύλης.
Το DF44 απέχει περίπου 360 εκατομμύρια έτη φωτός από τη Γη, οπότε οι αστρονόμοι δεν μπορούν να μετρήσουν άμεσα τη μάζα του. Αντ ‘αυτού, βασίζονται σε διακομιστές μεσολάβησης. Χαρακτηριστικά όπως η ταχύτητα με την οποία τα αντικείμενα περιστρέφονται σε έναν γαλαξία μπορούν να υποδείξουν πόσο μαζικό είναι, καθώς περισσότερη βαρύτητα θα προκαλούσε τα αντικείμενα να περιστρέφονται πιο γρήγορα.
Το 2016, οι ερευνητές ισχυρίστηκαν ότι το DF44 είχε ένα τεράστιο φωτοστέφανο λόγω του πόσο γρήγορα τα σφαιρικά σμήνη του (τα λίγα που αποκαλούν το γαλαξία σπίτι) φάνηκαν να περιστρέφονται γύρω από το κέντρο του. (Τα σφαιρικά σμήνη είναι ομάδες με αστέρια που συσσωρεύονται γύρω από γαλαξίες.) Αλλά αυτές οι μετρήσεις ταχύτητας αποδείχθηκαν το 2019 ως λανθασμένες
Ωστόσο, αυτό δεν ήταν το τέλος του επιχειρήματος ότι το DF44 είχε τεράστια ποσότητα σκοτεινής ύλης. Αυτό οφείλεται στο γεγονός ότι ο γαλαξίας φαίνεται να φιλοξενεί σχετικά μεγάλο αριθμό σφαιρικών συστάδων.
Με την πάροδο του χρόνου, οι ερευνητές παρατήρησαν μια γενική σχέση μεταξύ του αριθμού των σφαιρικών συστάδων σε έναν γαλαξία και της μάζας αυτού του γαλαξία, δήλωσε ο επικεφαλής συγγραφέας της νέας μελέτης Teymoor Saifollahi, υποψήφιος διδακτορικός στο Πανεπιστήμιο του Γκρόνινγκεν στις Κάτω Χώρες.
Και το DF44 φαίνεται να έχει πιο σφαιρικά σμήνη από ό, τι θα περίμενε κανείς για έναν γαλαξία με τόσο λίγα αστέρια. Οι πρώτες παρατηρήσεις υπολόγισαν περίπου 100 από αυτές τις συστάδες, οι οποίες αργότερα μειώθηκαν σε 80 σε ένα έγγραφο του 2017 στο Astrophysical Journal Letters . Αυτό θα έβαζε την μάζα του DF44 στην περιοχή του Γαλαξία – ένα αστείο αποτέλεσμα, με τεράστιες συνέπειες για το πώς οι κοσμολόγοι κατανοούν την ιστορία του σχηματισμού γαλαξιών στο διάστημα-χρόνο . Οι γαλαξίες, στο νέο μοντέλο, θα ήταν κυρίως αντικείμενα σκοτεινής ύλης, ικανά να σχηματιστούν χωρίς πολλά αστέρια ή άλλη φωτεινή ύλη. Όλες αυτές οι φωτεινές κουκίδες στο διάστημα θα ήταν απλώς προαιρετικά αξεσουάρ.
Ο Saifollahi και οι συνάδελφοί του έκαναν τη δική τους μέτρηση, ωστόσο, και έφτασαν σε πολύ χαμηλότερο αριθμό: 20. Αυτό θα έδειχνε ότι το DF44 έχει μια φυσιολογική, νάνος μάζα γαλαξία – ένα πολύ λιγότερο συναρπαστικό αποτέλεσμα.
Δεν προκαλεί έκπληξη το γεγονός ότι οι δύο ερευνητικές ομάδες κατέληξαν σε τόσο διαφορετικούς αριθμούς, είπε.
Γιατί μια τόσο έντονη διαφορά στις εκτιμήσεις;
“Δεν είναι τόσο εύκολο όσο το να κοιτάς και να μετράς”, δήλωσε ο Saifollahi στο Live Science. “Στις εικόνες, υπάρχουν όλα τα είδη αστρονομικών αντικειμένων και δεν είναι όλα σφαιρικά σμήνη. Μερικά είναι απλά αστέρια στη μέση του δρόμου από εμάς στον γαλαξία, και μερικά είναι πολύ μακριά αντικείμενα που φαίνονται μικρά “
Υπάρχει πάντα κάποιο επίπεδο αβεβαιότητας για να καταλάβουμε ποια είναι αυτά τα αντικείμενα, είπε. Αυτό ισχύει ιδιαίτερα όταν λαμβάνετε υπόψη ότι οι ερευνητές θεωρούν ότι οι σφαιρικές συστάδες είναι πολύ μικρές και σκοτεινές για να δουν από το πλεονεκτικό σημείο μας υπάρχουν πάντα γύρω από οποιονδήποτε γαλαξία.
Η βασική διαφορά μεταξύ της ανάλυσης 2017 και της ανάλυσης 2020, δήλωσε ο Saifollahi, έχει να κάνει με το πού υποθέτουν ότι βρίσκονταν τα περισσότερα σφαιρικά σμήνη στο DF44. Η ομάδα του 2017 έκανε μια πρόχειρη εικασία για το πόσο μακριά θα συσπειρώθηκαν τα σμήνη από το κέντρο του γαλαξία, με βάση τους τυπικούς αριθμούς που σχετίζονται με τους νάνους γαλαξίες και στη συνέχεια έψαχναν υποψηφίους σε αυτήν την περιοχή. Για το έγγραφο του 2020, οι ερευνητές μέτρησαν πραγματικά το βαθμό που οι συστάδες επεκτάθηκαν από το κέντρο του γαλαξία και διαπίστωσαν ότι οι αστρικές σφαίρες συγκεντρώθηκαν πολύ πιο κοντά στο κέντρο του DF44 από το αναμενόμενο. Η μέτρηση πιθανών συστάδων μόνο σε αυτή τη μικρότερη περιοχή παρήγαγε μικρότερο αριθμό
“Αυτό είναι επίσης ένα ενδιαφέρον εύρημα στο πλάι”, είπε.
Σε μελλοντικές μελέτες UDGs, είπε, οι επιστήμονες θα πρέπει να είναι πιο προσεκτικοί για να μην βασίζονται σε τυπικές υποθέσεις σχετικά με τα σφαιρικά σμήνη. Αυτός και οι συνάδελφοί του σκοπεύουν να εξετάσουν πιο προσεκτικά άλλα UDG που έχουν υψηλό εκτιμώμενο αριθμό σφαιρικών συστάδων και να δουν αν αυτές οι εκτιμήσεις διατηρούνται.