Przejdź do głównej zawartości

Co z ciemną materią?

W późnych latach ‘70 ubiegłego stulecia, astronomowie Vera Rubin i Albert Bosma niezależnie odkryli, że galaktyki spiralne rotują niemal ze stałą prędkością. Prędkość gwiazd i gazu wewnątrz galaktyki nie zmniejsza się wraz z promieniem, tak jak można by tego oczekiwać zgodnie z prawem Newtona czy poprzez rozkład widzialnej materii, lecz pozostaje stała. Takie płaskie krzywe rotacji są zwykle przypisywane niewidzialnej ciemnej materii otaczającej galaktyki.

Teraz zespół badaczy pod przewodnictwem Case Western Reserve University odnalazł nowe powiązania w galaktykach spiralnych i nieregularnych. Oto przyspieszenie obserwowane w krzywej rotacji jest ściśle skorelowane z przyspieszeniem grawitacyjnym przewidywanym tylko z widoczną masą a nie z ciemną materią. Odkrycia dokonano spośród 153 galaktyk spiralnych i nieregularnych, począwszy od gigantów, po karły, tych z masywnym centralnym zgrubieniem czy bez niego. Były tam również galaktyki składające się głównie z gwiazd bądź też prawie z samego gazu. Astronomowie twierdzą, że owa zależność, jaką odkryli, jest nowym naturalnym prawem. Ustalenia te mogą doprowadzić do innego pojmowania wewnętrznej dynamiki galaktyk.

Krzywa rotacji galaktyk została tradycyjnie wyjaśniona ad hoc poprzez hipotezy, że galaktyki są otoczone ciemną materią. Relacja odkryta przez zespół astronomów jest poważna i może być zgubnym wyzwaniem dla tej hipotezy, ponieważ pokazuje, że krzywe rotacji są dokładnie określone tylko przez rozkład zwykłej materii. Nic w standardowym modelu kosmologicznym tego nie przewiduje, i jest prawie niemożliwe aby wyobrazić sobie, jak ten model może być zmodyfikowany, by wyjaśnić bez odrzucenia całkowicie ciemnej materii.

Astronomowie prowadzili badania przez dziesięć lat. Zdjęcia w bliskiej podczerwieni zgromadzone przez teleskop Spitzera w ciągu pięciu lat pozwoliły im ustalić relację i pokazać, że zachodzi ona dla wszystkich 153 badanych galaktyk. Kluczem jest to, że światło w bliskiej podczerwieni emitowane przez gwiazdy jest bardziej miarodajne, niż światło widzialne, przy przekształceniu go w masę.

Naukowcy sporządzili wykres przyspieszenia radialnego obserwowanego w krzywych rotacji publikowanych przez wielu astronomów na przestrzeni 30 lat, w stosunku do przyspieszenia przewidywanego z obserwowanego obecnie rozkładu zwykłej materii. Obydwa pomiary pokazały pojedyncze, skrajnie mocne korelacje, nawet jeżeli ciemna materia hipotetycznie ma dominować grawitację. Prawo to wynika z uniwersalnej siły, jaką jest hipoteza MOND (Modified Newtonian Dynamics - zmodyfikowana dynamika newtonowska). Ale może to być też coś w rodzaju ciemnej materii, jak na przykład nadciekła ciemna materia.

Źródło:
phys.org

Opracowanie:
Agnieszka Nowak

Urania - Postępy Astronomii

Popularne posty z tego bloga

Wykryto największą eksplozję w historii Wszechświata

Naukowcy badający odległą gromadę galaktyk odkryli największą eksplozję obserwowaną we Wszechświecie od czasów Wielkiego Wybuchu. Wybuch pochodził z supermasywnej czarnej dziury w centrum odległej o setki milionów lat świetlnych stąd galaktyki. W trakcie eksplozji zostało uwolnione pięć razy więcej energii, niż przy poprzednim ówczesnym najpotężniejszym wybuchu. Astronomowie dokonali tego odkrycia przy użyciu danych z obserwatorium rentgenowskiego Chandra i XMM-Newton, a także danych radiowych z Murchison Widefield Array (MWA) w Australii i Giant Metrewave Radio Telescope (GMRT) w Indiach. Ten potężny wybuch został wykryty w gromadzie galaktyk Ophiuchus, która znajduje się około 390 mln lat świetlnych stąd. Gromady galaktyk to największe struktury we Wszechświecie utrzymywane razem przez grawitację, zawierające tysiące pojedynczych galaktyk, ciemną materię i gorący gaz. W centrum gromady Ophiuchus znajduje się duża galaktyka zawierająca supermasywną czarną dziurę.

Odkryto najbliższą znaną „olbrzymią planetę niemowlęcą”

Nowonarodzona masywna planeta znajduje się zaledwie 100 parseków od Ziemi. Naukowcy odkryli nowonarodzoną masywną planetę bliższą Ziemi niż jakikolwiek tego typu obiekt w podobnym wieku. Olbrzymia niemowlęca planeta, nazwana 2MASS 1155-7919 b, znajduje się w asocjacji Epsilon Chamaeleontis i leży tylko około 330 lat świetlnych od naszego Układu Słonecznego. „Ciemny, chłodny obiekt, który znaleźliśmy, jest bardzo młody i ma zaledwie 10 mas Jowisza, co oznacza, że prawdopodobnie patrzymy na planetę niemowlęcą, być może wciąż w fazie formowania się. Chociaż zostało odkrytych wiele innych planet podczas misji Kepler i innych podobnych, prawie wszystkie z nich są planetami ‘starymi’. Obiekt ten jest jednocześnie czwartym lub piątym przykładem planety olbrzymiej krążącej tak daleko od swojej gwiazdy macierzystej. Teoretycy usiłują wyjaśnić, w jaki sposób się tam uformowały lub jak tam dotarły” – powiedziała Annie Dickson-Vandervelde, główna autorka pracy. Do odkrycia naukowc

Czy rozwiązano tajemnicę ekspansji Wszechświata?

Badacz z Uniwersytetu Genewskiego rozwiązał naukową kontrowersję dotyczącą tempa ekspansji Wszechświata, sugerując, że na dużą skalę nie jest ono całkowicie jednorodne. Ziemia, Układ Słoneczny, cała Droga Mleczna i kilka tysięcy najbliższych nam galaktyk porusza się w ogromnym „bąblu” o średnicy 250 mln lat świetlnych, gdzie średnia gęstość materii jest o połowę mniejsza niż w pozostałej części Wszechświata. Taka jest hipoteza wysunięta przez fizyka teoretyka z Uniwersytetu Genewskiego (UNIGE) jako rozwiązanie zagadki, która od dziesięcioleci dzieli społeczność naukową: z jaką prędkością rozszerza się Wszechświat? Do tej pory co najmniej dwie niezależne metody obliczeniowe osiągnęły dwie wartości różniące się o około 10% z odchyleniem, które jest statystycznie nie do pogodzenia. Nowe podejście usuwa tę rozbieżność bez korzystania z „nowej fizyki”. Wszechświat rozszerza się od czasu Wielkiego Wybuchu, który miał miejsce 13,8 mld lat temu – propozycja po raz pierwszy przeds