En grupp astronomer har upptäckt en stor struktur av satellitgalaxier och kluster av stjärnor som omger vår Vintergalax, som sträcker sig över en miljon ljusår. Detta går med i en annan studie som släpptes förra veckan, där forskare sa att de inte hittade några bevis för mörk materia.
Doktoranden Marcel Pawlowski och astronomiprofessor Pavel Kroupa från universitetet i Bonn i Tyskland är inte främlingar för studien - och skepsis - av mörk materia. Tillsammans har de två en blogg som heter The Dark Matter Crisis, och i en artikel från 2009 som också studerade satellitgalaxer förklarade Kroupa att kanske Isaac Newton hade fel. "Även om hans teori faktiskt beskriver de vardagliga effekterna av tyngdkraften på jorden, saker vi kan se och mäta, är det tänkbart att vi helt har misslyckats med att förstå den faktiska fysiken som ligger bakom tyngdkraften," sade han.
Medan konventionella kosmologimodeller för universums ursprung och utveckling är baserade på närvaron av mörk materia, osynligt material som anses utgöra cirka 23% av innehållet i kosmos, stöds denna modell av de senaste observationerna av den kosmiska mikrovågsugnbakgrunden som uppskattar universum är gjord av 4% vanlig baryonmateria, 73% mörk energi och resterande är mörk materia.
Men mörk materia har aldrig upptäckts direkt, och i den för närvarande accepterade modellen - Lambda-Cold Dark Matter-modellen - förutspås mjölkvägen att ha mycket fler satellitgalaxier än vad som faktiskt ses.
Pawlowski, Kroupa och deras team säger att de har hittat en enorm struktur av galaxer och stjärnkluster som sträcker sig så nära som 33 000 ljusår till så långt bort som en miljon ljusår från centrum av galaxen, som finns i vinklar till Vintergatan , eller i en polär struktur både "norr" och "söder" i planet för vår galax.
Detta kan vara den "förlorade" frågan som alla har letat efter.
De använde en rad källor för att försöka sammanställa denna nya bild av exakt vad som omger vår galax, och använde det tjugonde århundradet fotografiska plattor och bilder från robotteleskopet av Sloan Deep Sky Survey. Med hjälp av alla dessa data samlade de en bild som inkluderar ljusa "klassiska" satellitgalaxier, senare upptäckta svagare satelliter och de yngre kluster.
Sammantaget bildar det en enorm struktur.
"När vi hade slutfört vår analys uppstod en ny bild av vårt kosmiska grannskap," sade Pawlowski.
Teamet sa att olika modeller av mörk materia kämpar för att förklara vad de har upptäckt. "I standardteorierna skulle satellitgalaxerna ha bildats som enskilda objekt innan de fångades av Vintergatan," sade Kroupa. "Eftersom de skulle ha kommit från många riktningar är det nästan omöjligt för dem att hamna distribuerade i en så tunn planstruktur."
Många astronomer, inklusive astrofysiker Ethan Siegel i sin Starts With a Bang-blogg, säger att den stora bilden av mörk materia gör ett bra jobb med att förklara universums struktur.
Siegel frågar om några studier som vederläggar mörk materia "tillåter oss att komma undan med ett universum utan mörk materia för att förklara storskalig struktur, Lyman-alfa-skogen, fluktuationerna i den kosmiska mikrovågsbakgrunden eller universums materielspektrum? Svaren är nu, nej, nej och nej. Definitivt. Vilket inte betyder att mörk materia är ett bestämt ja, och att ändra tyngdkraften är ett bestämt nej. Det betyder bara att jag vet exakt vad de relativa framgångarna och de återstående utmaningarna är för vart och ett av dessa alternativ. ”
Men via Twitter idag sade Pawlowski: "Tyvärr hjälper den stora bilden av mörk materia enligt uppgift bara om man ser långt borta eller med trasiga glasögon."
En förklaring till hur denna struktur bildades är att Vintergatan kolliderade med en annan galax i det avlägsna förflutet.
"Den andra galaxen förlorade en del av sitt material, material som sedan bildade vår galaxs satellitgalaxier och de yngre kulformiga klusterna och utbuktningen vid det galaktiska centrumet." sa Pawlowski. "De följeslagare vi ser idag är skräp från denna 11 miljarder år gamla kollision."
Teamet skrev i sin tidning: ”Om alla satellitgalaxer och unga haloklynter har bildats i ett möte mellan den unga Vintergatan och en annan gasrik galax för cirka 10-11 Gyr sedan, har Vintergatan ingen lysande mörkmaterialsstrukturer och det saknade satellitproblemet blir ett katastrofalt fel i den kosmologiska standardmodellen. "
"Vi blev förbryllade över hur väl fördelningarna av olika typer av objekt överenskom med varandra," sade Kroupa. ”Vår modell verkar utesluta förekomsten av mörk materia i universum och hotar en central pelare i den nuvarande kosmologiska teorin. Vi ser detta som början på ett paradigmskifte, ett som i slutändan kommer att leda oss till en ny förståelse av universumet vi bor. ”
Källa: Royal Astronomical Society
