Radiobillede af den neutrale brintgas i galaksen AGC 114905. (Mancera Pina et al., MNRAS, 2021) Ude i rummets mørke dyb bliver vores modeller af universet rodet. En ny undersøgelse, der ser på den ultra-diffuse dværggalakse AGC 114905, har genoplivet en kontroversiel teori (eller mere præcist en hypotese ) af tyngdekraften, og givet os flere spørgsmål end svar om, hvad der får vores galakser til at tikke.
Det hele starter med mørkt stof – eller i dette tilfælde, intet mørkt stof. Selvom de fleste kosmologer er enige om, at der er noget derude kaldet 'mørkt stof', der forårsager spiralgalakser til at rotere hurtigere, end de burde , selv mørkt stof besvarer ikke alle de spørgsmål, vi har brug for det til.
Så det er ikke en dårlig idé at se på nogle alternative muligheder. Du ved,I tilfælde afvi er aldrig i stand til at finde tingene.
En alternativ hypotese til mørkt stof kaldes Modificeret Newtonsk dynamik (MOND) eller Milgromian dynamics framework. Denne hypotese – først udgivet i 1983 af fysikeren Mordehai Milgrom – antyder, at vi ikke behøver mørkt stof for at udfylde universets gravitationshuller, hvis vi beregner tyngdekraften, som stjerner oplever i ydre galaktiske områder på en anden måde end Newtons love. antyder.
For at teste denne idé, som involverer at arbejde med proportionalitet til stjernens radius eller centripetalacceleration, er vi nødt til at se på galaksernes hastigheder – specielt mærkelige galakser som f.eks. ultra-diffuse galakser.
Disse meget svage, grimme ællinger i galakseverdenen har en vane med ikke at opføre sig, som en galakse burde. For eksempel nogle ultra diffuse galakser synes skal lavesnæsten udelukkende af mørkt stof, mens andre er næsten helt uden mørkt stof.
Det er her AGC 114905 kommer ind i billedet. Denne ultra-diffuse dværggalakse omkring 250 millioner lysår væk var for nylig blevet set nærmere på i en papir udgivet i 2021 undersøge, hvor hurtigt det drejer.
Men dette hold fandt ud af, at galaksens spin var ekstremt langsomt – langsomt nok til, at de ikke kun behøvede mørkt stof for at bekræfte modellerne, men galaksens rotationskurve såede også stor tvivl om MOND-rammen. Det passer ikke med nogen af hypoteserne.
'Den meget lave rapporterede rotationshastighed for denne galakse er ikke i overensstemmelse med både MOND og standardtilgangen med mørkt stof,' siger University of St Andrews fysiker og en af forskerne i det nye papir, Hongsheng Zhao.
'Men kun MOND er i stand til at omgå denne tilsyneladende modsætning.'
Det nye papir har 'afkræftet' 2021-fundet, hvilket tyder på, at problemet ikke er med MOND, men i stedet for galaksens hældning.
Når vi ser på galakser langt væk i rummets dybder, kan det nogle gange være svært at bekræfte, hvilken vinkel vi ser. Det oprindelige hold fandt ud af, at AGC 114905 så elliptisk ud, hvilket tyder på, at vi ser på galaksen fra en vinkel.
Men ved hjælp af simuleringer foreslår forskere nu, at galaksen kan se elliptisk ud, selv når den vender direkte mod os. En ændring i galaksens vinkel i forhold til os ville også ændre, hvor hurtigt galaksen roterer, hvilket trods alt får al MOND-matematikken til at tælle.
'Vores simuleringer viser, at hældningen af AGC 114905 kan være betydeligt mindre end rapporteret, hvilket ville betyde, at galaksen faktisk roterer meget hurtigere, end folk tror, i overensstemmelse med MONDs forventninger,' siger hovedforfatter af det nye papir, fysiker Indranil Banik , også fra University of St. Andrews.
Nu er dette stadig et åbent spørgsmål. Vi ved ikke, om dette nye blad eller 2021-avisen vil blive kronet som sejrherre – eller i det mindste det mest korrekte.
I mellemtiden, hvis denne nye opdagelse holder, ser det ud til, at MOND-rammen kan leve videre i endnu en dag. Hvor vild MOND end måtte være, med mørkt stof stadig uhåndgribeligt, og mange andre spørgsmål, der stadig mangler at blive besvaret, har vi brug for alle de muligheder, vi kan få.
Forskningen er blevet offentliggjort i Månedlige meddelelser fra Royal Astronomical Society .