Dengan lega, para peneliti telah menemukan penjelasan untuk galaksi yang miskin materi gelap

Bukti pertama materi gelap adalah galaksi yang berperilaku seolah-olah mengandung lebih banyak materi daripada yang bisa dijelaskan oleh massa bintangnya. Sejak itu, kami telah menemukan banyak indikasi lain bahwa alam semesta berenang dengan materi yang hanya dapat kami simpulkan dari efek gravitasi. Bukti asli bahwa galaksi dari struktur materi gelap bertahan.

Hingga momen canggung di tahun 2018 ketika kita seolah menemukan keberadaan Hampir sebuah galaksi tanpa materi gelap. Meskipun ada keraguan tentang penemuan awal ini, para peneliti akhirnya menemukan galaksi kedua yang sangat mirip. Ini adalah masalah, karena kami tidak tahu bagaimana galaksi seperti ini terbentuk.

Sekarang, para peneliti telah mengumumkan bahwa saat menjalankan model pembentukan galaksi, sejumlah galaksi miskin materi gelap muncul secara alami. Dan dengan menelusuri model kembali untuk melihat bagaimana galaksi-galaksi itu muncul, para peneliti dapat memberikan penjelasan untuk misteri-misteri ini.

Bergabunglah dengan sisi gelap

Galaksi dan materi gelap sulit dipisahkan. Model alam semesta awal menunjukkan bahwa materi gelap bergabung menjadi filamen (yang… Kami menemukan) yang bertemu di node yang memiliki kepadatan materi yang lebih tinggi. Node-node ini, pada gilirannya, menarik materi yang terlihat, menyebabkan gugusan galaksi terbentuk di sekitarnya. Galaksi-galaksi ini kemudian akan menggabungkan banyak materi gelap, yang telah membentuk pertumbuhannya melalui proses penggabungan dan struktur hingga hari ini. Oleh karena itu, sulit untuk memahami bagaimana sebuah galaksi bisa berakhir dengan materi gelap yang begitu sedikit.

Akibatnya, ketika penemuan galaksi miskin materi gelap pertama kali diumumkan, keraguan sangat tinggi. Sebagian besar ketidakpastian ini berpusat pada jarak dari galaksi ke kita, yang sangat penting untuk memperkirakan massanya dan dengan demikian kandungan materi gelapnya. Tetapi tim yang sama mengidentifikasi galaksi kedua yang tampaknya memiliki banyak karakteristik yang sama dengan masalah pertama.

Alasan lain untuk curiga adalah karena kami tidak tahu bagaimana jenis galaksi ini terbentuk. Kami telah melakukan banyak pemodelan pembentukan galaksi, termasuk model yang dimulai sebelum filamen materi gelap terbentuk. Jika galaksi miskin materi gelap adalah bagian alami dari evolusi alam semesta, kita mungkin akan melihat model menghasilkannya. Tapi tidak ada kabar tentang siapa pun yang hadir.

Jadi, kita memiliki dua galaksi yang tampak eksentrik. Kami memiliki pertanyaan tentang karakteristik mereka yang sebenarnya dan tidak ada petunjuk tentang bagaimana penampilan mereka. Ini bukan kondisi patologis.

model yang diperbarui

Tetapi solusinya mungkin datang dari peneliti yang berbeda yang mencoba melakukan sesuatu yang sama sekali berbeda. Apa yang mereka lakukan adalah memodelkan evolusi galaksi menggunakan paket perangkat lunak canggih yang disebut FIRE-2 (untuk “Reaksi dalam Lingkungan Realistis”). Meskipun mereka tidak mengatakan apa yang mereka coba lihat, mereka mengatakan bahwa mereka bukan galaksi miskin materi gelap: “Kami mencatat bahwa kami tidak mengharapkan ini terjadi sebelumnya (yaitu, simulasi kami awalnya tidak dirancang untuk tujuan ini).”

Terlepas dari tujuannya, menjalankan model menghasilkan tujuh galaksi yang hampir tanpa materi gelap. Para peneliti menamai nama-nama ini setelah tujuh klan Cherokee, yang berarti hal-hal seperti Biru, Rusa, dan Serigala tetapi juga hal-hal seperti Rambut Panjang dan Kentang Liar. Dua kalimat terakhir diatur untuk beberapa kalimat tak terduga di makalah astronomi, seperti “Misalnya, burung itu menampilkan ekor berbentuk S dengan kecerahan rendah, sementara Rambut Panjang sepertinya tidak mengganggu mereka.”

Bagaimanapun, hal yang berguna di sini adalah bahwa model tersebut telah menyimpan informasi tentang keadaan peralihan, yang berarti kita dapat menjalankan simulasi dalam waktu dan melihat bagaimana galaksi-galaksi imajiner ini berakhir tanpa materi gelap. Tetapi yang menjadi jelas adalah bahwa galaksi-galaksi itu tidak bermula seperti itu. Ketujuhnya, di beberapa titik dalam simulasi, seperti galaksi kecil yang khas dengan suplemen alami materi gelap.

Sebaliknya, setiap galaksi kecil kehilangan materi gelapnya melalui apa yang dapat Anda lihat sebagai penggabungan yang gagal dengan galaksi yang jauh lebih besar. Dari perspektif simulasi, yang mengandalkan metrik seperti distribusi massa di dalam galaksi, para peneliti mendefinisikan ini sebagai “pertemuan dekat.” Tetapi dari perspektif seperti apa penggabungan yang gagal jika kita mencitrakannya saat itu terjadi, sebagian besar bintang galaksi kecil akan berada di wilayah yang ditempati oleh bintang galaksi yang lebih besar. Singkatnya, galaksi kecil itu tampak seperti sedang ditelan sebelum entah bagaimana muncul di sisi lain.

Namun galaksi kecil itu tidak muncul apa adanya. Sementara hingga setengah dari bintang-bintangnya muncul, hampir semua gas dan materi gelap berakhir di galaksi yang lebih besar.

Jika statistik yang ditunjukkan dalam model ini dapat diterapkan secara umum, mungkin ada lebih banyak galaksi yang kekurangan materi gelap di luar dua galaksi yang telah kita temukan sejauh ini. Tim peneliti memperkirakan bahwa hingga 30% dari galaksi masif di alam semesta harus mengorbit di dekatnya. Kedengarannya seperti undangan untuk mengamati para astronom untuk sibuk dan menemukan lebih banyak.

Astronomi Alam, 2019. DOI: 10.1038 / s41550-021-01598-4 (Tentang DOI).