Sin rastro de halo de materia oscura

Sin rastro de halo de materia oscura

La galaxia enana NGC 1427A voló a través del cúmulo de Fornax y experimentó perturbaciones que no habrían sido posibles si la galaxia estuviera rodeada por un halo pesado y extenso de materia oscura, como requiere la cosmología estándar. Crédito: ESO

De acuerdo con el Modelo Estándar de cosmología, la gran mayoría de las galaxias están rodeadas por halos de partículas de materia oscura. El halo es invisible, pero su masa ejerce una fuerte atracción gravitacional sobre las galaxias cercanas. Un nuevo estudio dirigido por las Universidades de Bonn (Alemania) y St Andrews (Escocia) desafía esta cosmología. Los resultados mostraron que las galaxias enanas en el segundo cúmulo de galaxias más cercano a la Tierra, conocido como el cúmulo de Fornax, no tienen tales halos de materia oscura.El estudio fue publicado en la revista Avisos mensuales de la Royal Astronomical Society.

Las galaxias enanas son galaxias pequeñas y tenues que generalmente se pueden encontrar cerca de cúmulos de galaxias o galaxias más grandes. Por lo tanto, pueden verse afectados por los efectos gravitatorios de sus compañeros más grandes. “Hemos introducido un método innovador para probar el modelo estándar basado en la cantidad de galaxias enanas que son perturbadas por las fuerzas de marea gravitacionales de las galaxias cercanas más grandes”, dijo la Dra. Elena Asensio. Estudiante de la Universidad de Bonn y autor principal de la historia. Las mareas ocurren cuando la gravedad de un cuerpo ejerce diferentes tirones en diferentes partes del otro cuerpo. Estas son similares a las mareas en la Tierra porque la luna tira más fuerte del lado de la Tierra que mira hacia la luna.

El cúmulo de Fornax es rico en galaxias enanas. Observaciones recientes han demostrado que algunas de estas enanas aparecen distorsionadas, como si estuvieran perturbadas por el entorno del cúmulo. “Según el modelo estándar, los hornos enanos no presentan tales perturbaciones. Esto se debe a que, según el modelo estándar, los halos de materia oscura de estos los enanos deberían protegerlos parcialmente de la influencia de las mareas causadas por los cúmulos de estrellas”.

Los autores analizaron los niveles de perturbación esperados para las estrellas enanas, que dependen de sus propiedades internas y su distancia desde el centro del cúmulo gravitacionalmente fuerte. Las galaxias grandes con masa estelar baja y las galaxias cercanas al centro del cúmulo son más susceptibles a perturbaciones o destrucción. Compararon los resultados con los niveles de interferencia observados en las imágenes tomadas por el VLT Sky Survey Telescope del Observatorio Europeo Austral.

Elena Asensio dijo: “La comparación muestra que si uno quiere explicar las observaciones en el Modelo Estándar, la enana cenital debería haber sido destruida por la fuerza gravitatoria en el centro del cúmulo, a pesar de que su fuerza de marea es 64 veces más débil sobre el enana… que la propia gravedad de la enana”. No solo es contradictorio, dice, sino que también contradice investigaciones previas que encontraron que la fuerza externa requerida para perturbar una galaxia enana es casi la misma que la propia gravedad de la galaxia enana. .

contradice el modelo estándar

A partir de esto, los autores concluyen que en el modelo estándar es imposible explicar la morfología observada de los enanos de Fornax de manera autoconsistente. Repitieron el análisis utilizando la cinética milgromiana (MOND). En lugar de asumir halos de materia oscura alrededor de las galaxias, la teoría MOND propone una corrección de la dinámica newtoniana a través de la cual la gravedad experimenta un impulso en regímenes de baja aceleración.

“No estamos seguros de si las galaxias enanas pueden sobrevivir en el entorno extremo del cúmulo de galaxias MOND porque no hay un halo protector de materia oscura en el modelo. Pero nuestros resultados muestran que el Las observaciones son consistentes con las de MOND. Existe un acuerdo significativo entre las expectativas para los niveles de perturbación de las enanas de Fornax”.

“Es fantástico ver que los datos que obtuvimos con el telescopio de sondeo VLT permiten una prueba tan exhaustiva del modelo del universo”, dijeron Aku Venhola, de la Universidad de Oulu (Finlandia), y Steffen Mieske, del Observatorio Europeo Austral, que dirigió la investigación.

Esta no es la primera vez que los estudios que prueban los efectos de la materia oscura en la dinámica y la evolución de las galaxias concluyen que las observaciones se pueden explicar mejor cuando no están rodeadas de materia oscura. “La cantidad de publicaciones que muestran una incompatibilidad entre las observaciones y el paradigma de la materia oscura continúa aumentando cada año. Ahora es el momento de comenzar a dedicar más recursos a teorías más prometedoras”, dice Pavel Kroupa, miembro del Área de Investigación Interdisciplinaria de Modelado y Materia de la Universidad. .

El Dr. Hongsheng Zhao de la Universidad de St Andrews agregó que sus “resultados tienen implicaciones importantes para la física fundamental. Esperamos encontrar más enanas perturbadas en otros cúmulos, y otros equipos deberían probar esta predicción”.


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

Cortesía de la Universidad de Bonn

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

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