Galaksi dönüşündeki yeni dönüş tartışmalı yerçekimi teorisini kurtarıyor

Andrews Üniversitesi’nden bir fizikçi tarafından yönetilen uluslararası bir gökbilimciler grubu, alternatif bir yerçekimi teorisini yeniden canlandırdı.

St Andrews’deki Fizik ve Astronomi Okulu’ndan Dr. Indranil Banik tarafından yönetilen çalışma, Milgromian Dynamics (MOND) olarak bilinen daha önce çürütülmüş teori ile tutarlı bir cüce galakside gazın tahmini yüksek bir dönüş hızı ortaya çıkardı.

Cüce gökada AGC 114905’teki gazın dönüş hızıyla ilgili daha önceki bir çalışma (Mancera Pina ve diğerleri, 2022), gazın çok yavaş döndüğünü ve MOND teorisinin öldüğünü iddia etti.

Bu tür teoriler, evrenimizi anlamak için gereklidir, çünkü bilinen fiziğe göre, galaksiler o kadar hızlı dönerler ki, birbirlerinden uçup gitmeleri gerekir. Galaksileri bir arada tutmak için karanlık maddeyi gerektiren yerçekimi fenomeninin Einstein’dan ilham alan hakim anlayışı olan Genel Görelilik’e tartışmalı bir alternatif olan MOND; karanlık madde gerektirmez. Onlarca yıl süren çok hassas araştırmalara rağmen karanlık madde hiçbir zaman tespit edilemediği için, galaksileri neyin bir arada tuttuğunu açıklamak için çeşitli teoriler ortaya atıldı ve hangisinin doğru olduğu konusunda tartışmalar sürüyor. Mancera Pina ve arkadaşlarının çalışmasında rapor edilen çok düşük dönüş hızı, büyük miktarda karanlık madde ile Genel Görelilik tarafından yönetilen bir evrendeki tahminlerle tutarsızdır.

Dr. Banik’in grubu, galaksinin eğiminin fazla tahmin edilmesi durumunda, MOND yerçekimi teorisinde öngörülen yüksek dönme hızının gözlemlerle tutarlı olduğunu savunuyor.

Uzak galaksilerdeki yıldızların ve gazların dönüşü doğrudan ölçülemez. Kesin spektroskopik ölçümlerden yalnızca görüş hattındaki bileşen bilinmektedir. Galaksi neredeyse tam karşıdan bakıldığında, çoğunlukla gökyüzü düzlemi içinde dönecektir. Bu, gözlemcileri galaksinin aslında çok yavaş döndüğünü düşünmeye yönlendirebilir, bu da onların disk ve gökyüzü düzlemleri arasındaki eğimi fazla tahmin etmelerini gerektirir. Bu eğim, galaksinin ne kadar eliptik göründüğünden tahmin edildi (resme bakın).

Yeni çalışma, bu önemli konuyu, Srikanth Nagesh tarafından Bonn Üniversitesi’nde yapılan ve Bonn Üniversitesi’nden Profesör Pavel Kroupa ve Prag’daki Charles Üniversitesi tarafından başlatılan AGC 114905’e benzer bir disk galaksinin ayrıntılı MOND simülasyonlarını kullanarak araştırdı. Simülasyonlar, yüz yüze bakıldığında bile biraz eliptik görünebileceğini gösteriyor. Bunun nedeni, galaksideki yıldızların ve gazın yerçekimine sahip olması ve kendilerini bir şekilde dairesel olmayan bir şekle çekebilmeleridir. Benzer bir süreç, disk gökadalardaki sarmal kollara neden olur; bu özellikler o kadar yaygındır ki, bunlara genellikle sarmal gökadalar denir.

Sonuç olarak, galaksi, gözlemcilerin düşündüğünden çok daha yakın olabilir. Bu, galaksinin bildirilenden çok daha hızlı döndüğü ve MOND ile gerilimi ortadan kaldırdığı anlamına gelebilir.

Yeni çalışmanın baş yazarı Dr. Banik şunları söyledi: “Simülasyonlarımız, AGC 114905’in eğiminin bildirilenden önemli ölçüde daha az olabileceğini gösteriyor; bu, galaksinin aslında MOND beklentileri doğrultusunda insanların düşündüğünden çok daha hızlı döndüğü anlamına geliyor. “

Andrews Üniversitesi Fizik ve Astronomi Okulu’ndan Dr. Hongsheng Zhao şunları söyledi: “Bu galaksinin bildirilen çok düşük dönüş hızı, hem MOND hem de karanlık madde ile ilgili standart yaklaşımla tutarsız. Ancak yalnızca MOND bunu yapabiliyor. bu bariz çelişkinin üstesinden gelin.”

Yeni çalışma aynı zamanda, standart karanlık madde yaklaşımında benzer bir “sahte eğilim” etkisinin ortaya çıkma olasılığının düşük olduğunu çünkü galaksiye pürüzsüz karanlık madde halesinin hakim olduğunu savunuyor. Yıldızlar ve gaz yerçekimine çok az katkıda bulunur, bu nedenle disk “kendi kendine yerçekimi” değildir.

Bu, başka bir grup tarafından gerçekleştirilen simülasyonlarla onaylandığı gibi, yüz yüze bakıldığında çok dairesel görünmesi muhtemel olduğu anlamına gelir (Sellwood & Sanders, 2022). Sonuç olarak, gözlenen eliptiklik, disk ve gökyüzü düzlemleri arasındaki önemli bir eğimden kaynaklanmalıdır. Dönme hızı o zaman çok küçük olurdu, bu da galaksinin çok az karanlık maddeye sahip olduğu anlamına gelir. Bu çerçevede, yıldızlarda ve gazda ne kadar kütleye sahip olduğu göz önüne alındığında, izole bir cüce galaksinin bu kadar az miktarda karanlık maddeye sahip olması mümkün değildir.

Bonn Üniversitesi ve Prag’daki Charles Üniversitesi’nden Profesör Pavel Kroupa, bu sonuçların daha geniş bağlamı hakkında şunları söyledi: “MOND, şimdiye kadar yapılan testlerde iyi çalışırken, standart yaklaşım, cüce gökadalardan tüm ölçeklerde çok ciddi sorunlara neden oluyor. AGC 114905 gibi, birçok bağımsız ekip tarafından bulunan kozmolojik ölçeklere kadar.”

“Milgromian disk gökadalarının aşırı tahmin edilen eğilimleri: ultra dağınık gökada AGC 114905 vakası” makalesi yayınlandı. Kraliyet Astronomi Derneği’nin Aylık Bildirimleri