Sin halos de materia oscura

La galaxia enana NGC1427A vuela a través del cúmulo de galaxias de Fornax y sufre una turbulencia que no habría sido posible si esta galaxia estuviera rodeada por un halo de materia oscura pesado y extenso, como lo requiere la cosmología estándar. Crédito: ESO

Según el Modelo Estándar de cosmología, la gran mayoría de las galaxias están rodeadas por un halo de partículas de materia oscura. Este halo es invisible, pero su masa ejerce una fuerte fuerza gravitacional sobre las galaxias vecinas. Un nuevo estudio de la Universidad de Bonn (Alemania) y la Universidad de St Andrews (Escocia) desafía esta visión del universo. Los resultados indican que las galaxias enanas en el segundo cúmulo de galaxias más cercano a la Tierra, conocido como el cúmulo de Fornax, carecen de halos de materia oscura. El estudio apareció en la revista Avisos mensuales de la Royal Astronomical Society.

Las galaxias enanas son galaxias pequeñas y tenues que generalmente se pueden encontrar en cúmulos de galaxias o cerca de galaxias más grandes. Por esta razón, pueden verse afectados por los efectos gravitatorios de sus compañeros más grandes. “Presentamos una forma innovadora de probar el modelo estándar en función de la cantidad de galaxias enanas que son perturbadas por la gravedad y las mareas de las galaxias vecinas más grandes”, dijo Elena Ascencio, Ph.D. Estudiante de la Universidad de Bonn y autor principal de la historia. Las mareas surgen cuando la gravedad de un objeto atrae diferentes partes de otro objeto. Estas son similares a las mareas de la Tierra, que surgen porque la Luna tira con más fuerza del lado de la Tierra que mira hacia la Luna.

El cúmulo de Fornax contiene una gran cantidad de galaxias enanas. Observaciones recientes muestran que algunas de estas enanas parecen deformadas, como si las perturbara el entorno del cúmulo. “Tales perturbaciones en las enanas de Fornax no se esperan de acuerdo con el modelo estándar”, dijo Pavel Krupa, profesor de la Universidad de Bonn y la Universidad Charles de Praga. “Esto se debe a que, según el Modelo Estándar, los halos de materia oscura de estos enanos deberían protegerlos parcialmente de las mareas agitadas por la masa”.

Los autores analizaron el nivel esperado de turbulencia de las enanas, que depende de sus propiedades intrínsecas y su distancia desde el centro del cúmulo gravitacionalmente fuerte. Las galaxias de masas estelares grandes pero de baja masa y las galaxias cercanas al centro del cúmulo son fáciles de perturbar o destruir. Compararon los resultados con el nivel de turbulencia percibida evidente a partir de imágenes tomadas con el VLT Survey Telescope del Observatorio Europeo Austral.

“La comparación mostró que si uno quiere explicar las observaciones en el modelo estándar, los enanos de Fornax deben ser destruidos por la gravedad desde el centro de masa incluso cuando las mareas que levantan en un enano son sesenta y cuatro veces más débiles que la propia gravedad del enano. , dice Elena Asencio. Esto no solo es contrario a la intuición, dijo, sino que también contradice estudios previos, que han encontrado que la fuerza externa necesaria para perturbar una galaxia enana es aproximadamente la misma que la propia gravedad de la enana.

Contradicción con el Modelo Estándar

A partir de esto, los autores concluyen que, en el modelo estándar, la morfología observada de los enanos de Fornax no puede explicarse de manera autoconsistente. Repitieron el análisis utilizando la dinámica milgromiana (MOND). En lugar de asumir halos de materia oscura que rodean a las galaxias, la teoría MOND propone una corrección de la dinámica newtoniana en la que la gravedad experimenta un impulso en un régimen de baja aceleración.

“No estábamos seguros de que las galaxias enanas fueran capaces de sobrevivir en el duro entorno del cúmulo de galaxias MOND, debido a la ausencia de halos protectores de materia oscura en este modelo”, dijo la Dra. Indranel Panik de la Universidad de St Andrews. “Pero nuestros resultados muestran un notable acuerdo entre las observaciones y las predicciones de MOND para el nivel de perturbación de la enana de Fornax”.

dijeron Akko Venhola de la Universidad de Oulu (Finlandia) y Stephen Miski del Observatorio Europeo Austral, quienes son coautores del estudio.

Esta no es la primera vez que un estudio que examina el efecto de la materia oscura en la dinámica y la evolución de las galaxias concluye que las observaciones se explican mejor cuando no están rodeadas de materia oscura. “La cantidad de publicaciones que muestran la incompatibilidad entre las observaciones y el modelo de materia oscura aumenta cada año. Es hora de comenzar a invertir más recursos en teorías más prometedoras”, dijo Pavel Krupa, miembro de Modelado de campos de investigación interdisciplinarios y de la materia de la Universidad. . Bonn.

El Dr. Hongsheng Zhao, de la Universidad de St. Andrews, agregó: “Sus resultados tienen importantes implicaciones para la física básica. Esperamos encontrar más enanas perturbadas en otros grupos, una predicción que otros equipos deberían verificar”.


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más información:
Elena Asencio et al, La distribución y formaciones de las galaxias enanas del Cúmulo de Fornax indican que carecen de materia oscura, Avisos mensuales de la Royal Astronomical Society (2022). DOI: 10.1093/mnras/stac1765

Presentado por la Universidad de Bonn

La frase: Sin rastro de halos de materia oscura (5 de agosto de 2022) Obtenido el 5 de agosto de 2022 de https://phys.org/news/2022-08-dark-halos.html

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