Nitton nyupptäckta dvärggalaxier verkar sakna sin mörka materia, och fysiker är inte säkra på varför.
Upptäckten ökar dramatiskt antalet galaxer som verkar sakna mörk materia, det mystiska, osynliga saker som utövar gravitationskraft, men emellertid avger inget ljus. Mörk materia anses vara en viktig ingrediens i galaxbildning, med dess tyngdkraft som drar samman atomer av gas för att bilda galaxer. Vi kan säga att mörk materia är närvarande i en galax eftersom den gör att materien i den galaxen virvlar snabbare än det skulle om materien vi ser utgör galaxens hela massa. Denna snabbare virvling har dykt upp i varje galax som kan mätas exakt. Nyligen har dock forskare funnit att vissa små galaxer, nu inklusive dessa 19, uppträder som om de domineras av baryoner - de partiklar som utgör vanligt ämne. Beviset för deras osynliga glorier av mörk materia saknas.
Kyle Oman, en astrofysiker vid Durham University i Storbritannien, som inte var inblandad i denna upptäckt, sa att dessa galaxer utgör den längsta listan med uppenbarligen mörka materialfria objekt som ännu rapporterats. Men de är inte de första.
Den mest rapporterade upptäckten av en galax som tycktes sakna mörk materia kom i mars 2018. Ett team av astrofysiker under ledning av Pieter van Dokkum, en astrofysiker vid Yale University, visade att den genomsnittliga hastigheten för kulakluster i galax NGC 1052-DF2 matchade en galaxmodell med endast baryoner, även om många ifrågasatte giltigheten av resultatet, som Live Science rapporterade.
I det senaste tidningen, som publicerades 25 november i tidskriften Nature Astronomy, identifierades de 19 mörka materialfria galaxerna med samma metod.
"Dessa H1-rotationskurvor är mer exakta" än metoden som används av van Dokkums team, säger Till Sawala, en astrofysiker vid Helsingfors universitet. Men han sade att det fortfarande finns "systematiska osäkerheter" i mätningarna som ännu inte ska lösas.
Till exempel, om värdgalaxens vinkel i förhållande till jorden felaktigt mäts, kan det skruva upp beräkningarna, sade Oman. Och händelser som supernovor kan påskynda gasen i en normal galax och skapa rotationskurvor som ser ut från jorden som galaxerna i detta nya papper, sa Sawala. I vilket fall som helst, mer uppföljningsarbete behövs för att bekräfta den mörka frågan utan anspråk, sa alla experterna (inklusive studieförfattarna).
Om det visar sig att vissa galaxer saknar den normala mängden mörk materia, är det emellertid ett problem för aktuella teorier om hur universum bildades.
Fysiker förklarar hur universum bildades och uppför sig med hjälp av en modell som kallas Lambda kall mörk materia (ΛCDM). Den beskriver tre nyckelfunktioner i universum: den kosmologiska konstanten (Λ), mörk materia och mörk energi.
ΛCDM förklarar hur galaxer bildas, sa Sawala, och det kan inte lätt förklara hur dessa speciella galaxer kunde ha bildats utan mörk materia.
Några av de exempel som har dykt upp, sa Oman, kunde förklaras av ΛCDM. Till exempel har dvärg galaxer i mitten av täta galaxkluster många andra tyngdkraftkällor runt för att strippa bort sin mörka materia. Men i det här uppsatsen, sade Oman, är några av de mörka ämnena galaxerna ensamma, långt ifrån någon annan tyngdkraftkälla.
"Det är en utmaning," sa Oman.
Vissa forskare har presenterat bevisen på mörka ämnen som är fria från galaxer som knockout-stansen i en strid mellan ΛCDM och en annan uppsättning teorier känd som Modified Newtonian Dynamics (MOND). MOND-teorier avvisar mörk materia till förmån för justeringar till tyngdfysiken. Eftersom tyngdkraften bör verka överallt i universum, skulle MOND förutsäga att det vi kallar mörk materia också bör vara överallt, inklusive varje galax. Men om dessa galaxer bryter mot MOND, kränker de också ΛCDM, så det är inte riktigt en knockout-stans för MOND, sa Sawala.
Fysiker sa att det enda sättet att ta reda på vad som händer är att studera dessa galaxer mer detaljerat med olika verktyg och bekräfta att det som verkar hända där verkligen händer.
