(Teymoor Saifollahi und NASA/HST) Das Rätsel einer Galaxie, die nicht hätte existieren dürfen, könnte nun eine Lösung haben. Dragonfly 44, eine schwache Galaxie, von der 2016 festgestellt wurde, dass sie aus besteht 99,99 Prozent dunkle Materie , wurde erneut genau untersucht und ergab einen geringeren und normaleren Anteil von Dunkle Materie .
Das würde bedeuten, dass wir unsere Modelle der Galaxienentstehung nicht überarbeiten müssen, um herauszufinden, wie sie einen solch extremen Ausreißer hervorbringen konnten – alles verhält sich völlig normal, sagten die Forscher.
„Dragonfly 44 (DF44) war all die Jahre eine Anomalie, die mit den bestehenden Galaxienentstehungsmodellen nicht erklärt werden konnte“, sagte der Astronom Teymoor Saifollahi des Kapteyn Astronomical Institute in den Niederlanden.
„Jetzt wissen wir, dass die vorherigen Ergebnisse falsch waren und dass DF44 nicht außergewöhnlich ist.“ Es ist Zeit weiter zu machen.'
Dunkle Materie ist ein echtes kosmisches Problem. Wir wissen nicht, was es ist. Wir können es nicht direkt erkennen, da es keine elektromagnetische Strahlung absorbiert, reflektiert oder aussendet. Aber basierend auf der Art und Weise, wie sich manche Dinge aufgrund der Schwerkraft bewegen – der Rotation von Galaxien So biegt sich der Weg des Lichts - Wir können sagen, wie viel Masse Galaxien haben. Und es gibt viel mehr Masse, als bei einer Zählung normaler, nachweisbarer Materie erfasst werden kann.
Wir nennen diese fehlende Masse Dunkle Materie. Mehreren Messungen zufolge sind etwa 85 Prozent der Materie im Universum dunkel, wobei die Anteile in Galaxien je nach Art variieren.
Und es ist eine Schlüsselkomponente unserer besten Galaxienentstehungsmodelle. Es wird angenommen, dass ein Netzwerk aus dunkler Materie im frühen Universum Materie in Galaxien gelenkt haben könnte und dass es sich um den kosmischen Klebstoff handelt, der Galaxien zusammenhält.
DF44, etwa 330 Millionen Lichtjahre entfernt im Koma-Cluster von Galaxien, gehört zu einem Typ, der als ultradiffuse Galaxie bekannt ist. Es ist viel weniger hell als die Milchstraße; Ihre Leuchtkraft legt nahe, dass DF44 1.000 Mal weniger Sterne hat als unsere Heimatgalaxie.
Dies machte die Messung seiner Masse im Jahr 2016 überraschend. Astronomen unter der Leitung des Astronomen Pieter van Dokkum von der Yale University zählten die Anzahl der Kugelsternhaufen um DF44, dicht gepackte kugelförmige Gruppen von Sternen, die das galaktische Zentrum umkreisen.
Da die Anzahl der Kugelsternhaufen mit der Masse einer Galaxie zusammenhängt (obwohl wir nicht sicher sind, warum), konnten Astronomen so die Masse von DF44 berechnen – und fanden heraus, dass es fast so massereich war wie die Milchstraße.
Angesichts der geringen Anzahl an Sternen in DF44 deutete dies darauf hin, dass die Galaxie fast ausschließlich aus dunkler Materie bestand, was sie zu einem extremen Ausreißer machte. Möglicherweise zu extrem.
Daher führten Saifollahi und sein Team eine Nachzählung des Kugelsternhaufens durch und verwendeten dabei dieselben Beobachtungsdaten des Hubble-Weltraumteleskops wie in der früheren Studie. Sie wandten strenge Parameter an, um zu bestimmen, welche Kugelsternhaufen an DF44 gebunden sind, und kamen letztendlich zu einer viel geringeren Zahl.
„Die Tatsache, dass wir in unserer Arbeit nur 20 Kugelsternhaufen gefunden haben, verglichen mit den 80 zuvor behaupteten, reduziert die Menge an Dunkler Materie, die die Galaxie vermutlich enthält, drastisch.“ sagte der Astrophysiker Ignacio Trujillo des Instituto de Astrofísica de Canarias auf den Kanarischen Inseln.
„Darüber hinaus stimmt die Menge an Dunkler Materie in Dragonfly 44 angesichts der Anzahl der Kugelsternhaufen, die wir gefunden haben, mit dem überein, was für diesen Galaxientyp erwartet wird.“ „Das Verhältnis von sichtbarer zu dunkler Materie beträgt nicht mehr 1 zu 10.000, sondern eins zu 300.“
Dies ist nicht Trujillos erste Begegnung mit ultradiffusen Galaxien mit anomalem Gehalt an dunkler Materie. Letztes Jahr stellte er fest, dass zwei dieser Galaxien mit den Namen DF2 und DF4 zuvor (ebenfalls von van Dokkum und Kollegen) wenig bis gar keine Dunkle Materie enthielten waren wahrscheinlich auch normal . Die geringe Messung der Dunklen Materie war auf eine Fehlberechnung der Entfernung zurückzuführen. Wenn man den Abstand revidiert, sind die beiden Galaxien keine kosmischen Freaks mehr.
Es sei, so sagte er damals zu Energyeffic, viel wahrscheinlicher, dass Menschen einen Fehler gemacht hätten, als dass wir extreme Ausreißer gefunden hätten, die sich kosmologischen Modellen widersetzten. Und das haben Saifollai und sein Team auch dieses Mal herausgefunden.
„Unsere Arbeit zeigt, dass diese Galaxie weder so einzigartig noch unerwartet ist“, sagte der Astrophysiker Michael Beasley des Instituto de Astrofísica de Canarias. „Auf diese Weise können die Modelle der Galaxienentstehung dies erklären, ohne dass Änderungen erforderlich sind.“
Aber die Show ist nicht unbedingt vorbei. Im Anschluss an Trujillos Entfernungsneuberechnungen berechneten Van Dokkum und Kollegen auch die Entfernungen zu DF2 und DF4 neu. Diese neuen Analysen erzielte Ergebnisse, die mit den ursprünglichen Erkenntnissen des Teams übereinstimmten Daher gehen wir davon aus, dass die Debatte um DF44 ähnlich andauern wird.
Solche Debatten sind jedoch gut für die Wissenschaft. Was auch immer die Ergebnisse sein mögen, der Versuch, es herauszufinden, wird uns helfen, unsere Techniken zur Erforschung des Kosmos zu verfeinern. Wir würden das als Nettosieg bezeichnen.
Die Forschung wurde veröffentlicht in Die monatlichen Mitteilungen der Royal Astronomical Society .