暗黒物質のない銀河は天文学者を困惑させる

天文学者は、暗黒物質の引力なしには銀河は形成できないと考えています。 ですから、この神秘的な物質のない、明白な原因のない銀河の軌跡は、注目に値する発見でしょう。 に掲載された論文で 自然 5月18日¹、天文学者は、そのようなシステムを観察したかもしれないと言います—暗黒物質を含まない11個の銀河の列で、すべて同じ古代の衝突で作成された可能性があります。 しかし、彼らの仲間の多くは、主張が仮説以上のものであると確信していません。

この種のシステムは、銀河がどのように形成されるか、そして暗黒物質自体の性質について学ぶために使用することができます。 「正しいことが証明されれば、これは銀河形成にとって確かに刺激的かもしれません。 しかし、陪審員はまだ出ていません」とスペインのバルセロナ大学の天文学者であるChervinLaporteは言います。

この発見は、コネチカット州ニューヘブンにあるイェール大学のピーテル・ヴァン・ドックムと彼の共著者によって2018年と2019年に記述された2つの銀河に集中しています。チームは、銀河には暗黒物質が含まれていないと結論付けました。 DF2とDF4と名付けられた銀河は安定していて、暗黒物質が取り除かれているより大きな銀河の腕の中で作られた、新しくて短命である他の唯一の既知の暗黒物質のない銀河とは異なっているように見えたので、この発見は物議を醸した。隣人によって。 DF2とDF4がどのように形成されたかは謎でした。

テルテールトレイル

最新の論文で、van Dokkumのチームは、2つの珍しい銀河をつなぐだけでなく、それらの特性は、80億年前の高速衝突で形成され、そのような構造をさらに生み出したことと一致していると述べています。 「この単一の説明は、これらの銀河について非常に多くの奇妙なことを説明しています」とヴァン・ドックムは言います。

チームは、銀河団間の大規模な衝突における独特の特徴を説明するために最初に作成されたシミュレーションからそのシナリオを借りました。 研究者たちは、2つの始祖銀河が正面衝突したとき、それらの暗黒物質と星は互いに通過したであろうと示唆しています。 暗黒物質は相互作用せず、星は離れすぎて衝突できなかったでしょう。 しかし、暗黒物質と星が加速するにつれて、2つの銀河の星の間の空間のガスは一緒に衝突し、圧縮されて減速し、後に暗黒物質のない新しい銀河を形成する物質の痕跡を残しました。

次に、研究者たちはDF2とDF4の間の線でそのような銀河を探しました。 彼らは、暗黒物質のない銀河の3〜7個の新しい候補と、両端にある奇妙でかすかな銀河を特定しました。これは、暗黒物質と始祖銀河から残っている星である可能性があります。 「何を探すべきかがわかったら、それはあなたの顔を見つめていました」とヴァン・ドックムは言います。

この絵が真実であることが証明されれば、天文学者が暗黒物質がどのように振る舞うかを理解し、銀河が形成される状況について学ぶのに役立つかもしれません。 このような銀河の衝突は、暗黒物質がそれ自体と相互作用するかどうかを理解するための「新しい実験室」としても使用される可能性があると、中国の杭州にある浙江大学の天文学者、GoOgiyaは述べています。

未解決の質問

もっともらしいが、ヴァンドックムのモデルは、これらの銀河が作られている可能性のあるいくつかの方法の1つにすぎないと説明している、とヴァンドックムのチームのメンバーではないエール大学の天体物理学者PriyamvadaNatarajanは言います。 しかし、それは興味深く、そして決定的に、テスト可能な予測をします、と彼女は言います。

候補銀河の正確な距離と速度の測定は、それらが同じストリングの一部であり、同じ視線に沿って偶然に沿っているだけではないことを証明する可能性があります、と英国ギルフォードのサリー大学の天文学者ミシェル・コリンズは言います。 「私にとって、これが実数直線であるかどうかは、大きな未解決の問題です。」

天文学者はまた、線の端にあるゴースト銀河（潜在的な始祖銀河）の質量を測定して、モデルが予測するように、暗黒物質がたくさん含まれているかどうかをテストする必要があります。

他の人は、エキゾチックな説明が必要かどうか疑問に思います。 スペインのララグナにあるカナリア諸島の天体物理学研究所の天文学者であるイグナシオトゥルヒーリョは、DF2とDF4がヴァンドックムの測定値が示唆するよりも地球に近いため、最初に見られたよりも多くの暗黒物質を含むことを提案するチームを率いています。

天文学者はまた、ヴァン・ドクムのチームが説明するシナリオがもっともらしいことを示す信頼できるシミュレーションを見る必要があります、とメリーランド州ボルチモアの宇宙望遠鏡科学研究所の天文学者であるミレイア・モンテスは言います。 「今のところ、多くの仮定がありますが、それらはどのシミュレーションでもサポートされていません」と彼女は言います。