Den mystiska naturen hos mörk materia har blivit än mer gåtfull efter en ny studie som visar att materian är jämnt fördelad tvärs över flera hundra ljusår i två närliggande dvärggalaxer – Fornax och Sculptor.
Mörk material är osynlig, men dess dragningskraft hjälper till att binda samman galaxer. Dessa två grannar till Vintergatan innehåller bara mellan en och tio miljoner stjärnor, jämfört med runt 400 miljarder i vår galax.
Två astronomer har undersökt läge, hastighet och kemisk sammansättning för omkring 2 000 stjärnor i dessa dvärggalaxer, vilka är idealiska för studier eftersom de innehåller cirka 99 procent mörk materia och en procent vanlig materia.
”Efter den här studien vet vi mindre om mörk materia än vi gjorde innan”, sade författaren Matt Walker på Harvard-Smithsonian Center for Astrophysics (CfA) i ett pressmeddelande.
Enligt den kosmologiska standardmodellen, Lambda-CDM-modellen, innehåller klumpar av mörk materia som långsamt förflyttar sig i galaxernas centrum.
”Våra mätningar motsäger en grundläggande förutsägelse om strukturen för mörk kall materia i dvärggalaxer”, sade Walker. ”Såvida teoretikerna inte kan modifiera den förutsägelsen är kall mörk materia oförenlig med våra observerade data.”
Att bestämma fördelningen av mörk materia i dvärggalaxer är en utmaning.
”Stjärnor i en dvärggalax svärmar som bin i en bikupa istället för att röra sig i fina cirkulära banor som en spiralgalax”, sade Jorge Peñarrubia, en annan av författarna, vid University of Cambridge i Storbritannien i pressmeddelandet.
Denna uppgift motsäger Lambda-CDM-modellen i vilken fördelningen av mörk materia förväntas öka kraftigt närmare centrum av galaxerna.
”Om en dvärggalax var en persika så säger den kosmologiska standardmodellen att vi bör finna en ’kärna’ av mörk materia i mitten”, sade Peñarrubia. ”Istället är de första två dvärggalaxerna vi studerade som kärnfria persikor.”
Den här studien tyder på att mörk materia inte är kall eller att dess växelverkan med normal materia är starkare än vi tidigare insett. Astronomerna planerar att belysa den här gåtan genom att studera andra dvärggalaxer, speciellt dem som innehåller ännu mer mörk materia.
Studien har accepterats för publicering i The Astrophysical Journal.
Översatt från engelska.
