Neredeyse Görünmez Galaksi Karanlık Madde Modeline meydan okuyor

Instituto de Astrofísica de Canarias’ta (IAC) araştırmacı olan Mireia Montes liderliğindeki bir grup astrofizikçi, şimdiye kadar kaydedilen en büyük ve en dağınık galaksiyi keşfetti. Araştırma dergide yayımlandı Astronomi ve AstrofizikGran Telescopio Canarias (GTC) ve Green Bank Radiotelescope (GBT) ile alınan verileri kullandı.

Nube, La Laguna Üniversitesi (ULL) ve diğer kurumlarla işbirliği içinde Instituto de Astrofísica de Canarias (IAC) liderliğindeki uluslararası bir araştırma ekibi tarafından keşfedilen neredeyse görünmez bir cüce galaksidir.

İsim, gruptaki araştırmacılardan birinin 5 yaşındaki kızı tarafından önerildi ve nesnenin dağınık görünümünden kaynaklanıyor. Yüzeyinin parlaklığı o kadar zayıf ki, gökyüzünün bu kısmında daha önce yapılan çeşitli araştırmalarda sanki bir tür hayaletmiş gibi fark edilmemişti. Bunun nedeni, yıldızlarının o kadar büyük bir hacme yayılmış olmasıdır ki, “Nube” (İspanyolca “Bulut”) neredeyse tespit edilememektedir.

Yeni keşfedilen bu galaksinin, onu daha önce bilinen nesnelerden ayıran bir dizi spesifik özelliği var. Araştırma ekibi, Nube’nin kendi türündeki diğer gökadalardan on kat daha sönük ama aynı zamanda benzer sayıda yıldıza sahip diğer nesnelerden on kat daha geniş bir cüce gökada olduğunu tahmin ediyor. Biraz astronomi bilen birine bunun ne anlama geldiğini göstermek gerekirse, bu galaksi Dünya’nın üçte biri kadardır. Samanyoluancak Küçük Macellan Bulutu’nunkine benzer bir kütleye sahiptir.

Nube galaksisinin farklı teleskoplarla görüntüsü. Kredi bilgileri: SDSS/GTC/IAC

Makalenin ilk yazarı ve IAC ve ULL’de araştırmacı olan Mireia Montes, “Mevcut bilgimizle, bu kadar uç özelliklere sahip bir galaksinin nasıl var olabileceğini anlamıyoruz” diye açıklıyor.

Makalenin ikinci yazarı Ignacio Trujillo birkaç yıldır SDSS görüntülerine dayanarak analiz yapıyor (Sloan Dijital Gökyüzü Araştırması), Legado del IAC Stripe 82 projesi çerçevesinde belirli bir gökyüzü şeridi. Verilerin revizyonlarından birinde, bir araştırma projesi oluşturmak için yeterince ilginç görünen soluk bir yama fark ettiler.

Bir sonraki adım, anketteki bu yamanın bir tür hata olmadığını, son derece dağınık bir nesne olduğunu doğrulamak için Gran Telescopio Canarias’tan (GTC) ultra derin, çok renkli görüntüler kullanmaktı. Baygınlığı nedeniyle Nube’nin tam mesafesini belirlemek zordur. Amerika Birleşik Devletleri’ndeki Green Bank Teleskobu (GBT) ile elde edilen bir gözlemi kullanarak yazarlar, Nube’nin mesafesinin 300 milyon ışıkyılı olduğunu tahmin ettiler; ancak yakında Çok Büyük Dizi (VLA) radyoteleskopu ve optik William Herschel Teleskobu ile gözlemler yapılacak. 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 sunacak” yorumunu yapıyor.

Mevcut karanlık madde modeline yönelik bir başka zorluk mu?

Genel kural, galaksilerin iç bölgelerinde çok daha fazla yıldız yoğunluğunun bulunması ve bu yoğunluğun merkezden uzaklaştıkça hızla azalmasıdır. Ancak Montes, Nube’de şunları söylüyor: “Yıldızların yoğunluğu nesnenin her yerinde çok az değişiyor, bu yüzden bu kadar sönük ve GTC’den ultra derin görüntüler alana kadar onu iyi gözlemleyemedik. ”

Nube galaksisi. Şekil, arka planı vurgulamak için renkli bir görüntü ile siyah beyaz bir görüntünün birleşimidir. Kredi bilgileri: GTC/Mireia Montes

Nube gökbilimcileri şaşırttı. İlk bakıştaEkip, herhangi bir etkileşim ya da garip özelliklere dair başka bir belirti olmadığını açıklıyor. Kozmolojik simülasyonlar, farklı senaryolara dayanarak bile onun “ekstrem” özelliklerini yeniden üretememektedir. 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 Nube vakası gibi iyi bir cevap veremediği küçük ölçekli senaryolar da vardır. Farklı teorik modellerin bunu nasıl üretemediğini gösterdik, bu da onu şimdiye kadar bilinen en uç durumlardan biri haline getiriyor. Montes, “Bu galaksi ve bulabileceğimiz benzerleriyle, evrenin anlaşılmasında yeni bir pencere açacak ek ipuçları bulmamız mümkün” yorumunu yapıyor.

Ignacio Trujillo, “Çekici bir olasılık, Nube’nin olağandışı özelliklerinin bize karanlık maddeyi oluşturan parçacıkların son derece küçük bir kütleye sahip olduğunu göstermesidir” diyor. Eğer durum böyle olsaydı, bu galaksinin olağandışı özellikleri kuantum fiziğinin özelliklerinin bir göstergesi olurdu, ama galaktik ölçekte. “Eğer bu hipotez doğrulanırsa, bu, en küçüğün dünyasını en büyüğün dünyası ile birleştiren doğanın en güzel gösterilerinden biri olacaktır” diye bitiriyor.

Referans: Mireia Montes, Ignacio Trujillo, Ananthan Karunakaran, Raúl Infante-Sainz, Kristine Spekkens, Giulia Golini, Michael Beasley, Maria Cebrián, Nushkia Chamba, Mauro D’Onofrio tarafından yazılan “Küçük Macellan Bulutu kütlesine sahip neredeyse karanlık bir galaksi” , Lee Kelvin ve Javier Román, 9 Ocak 2024, Astronomi ve Astrofizik.
DOI: 10.1051/0004-6361/202347667