به گزارش گروه علم و آموزش ایرنا از پایگاه خبری فیز (phys)، بر اساس مدل استاندارد کیهان‌شناسی، تقریباً همه کهکشان‌ها با هاله‌ای از ذرات ماده تاریک احاطه شده‌اند. این هاله، نامرئی است اما جرم آن کشش گرانشی قوی بر کهکشان‌های مجاور اعمال می‌کنند.
پژوهشی که به‌تازگی به سرپرستی دانشگاه بُن آلمان و دانشگاه سنت اَندروز اسکاتلند انجام شده است این دیدگاه درباره جهان را زیر سؤال می‌برد.
نتایج نشان می‌دهد که کهکشان‌های کوتوله دومین خوشه کهکشانی نزدیک به زمین، معروف به خوشه کهکشانی فورناکس، فاقد این هاله‌های ماده تاریک است.
کهکشان‌های کوتوله، کهکشان‌های کوچک و کم‌نوری هستند که معمولاً در خوشه‌های کهکشانی یا نزدیک کهکشان‌های بزرگ‌تر یافت می‌شوند؛ به همین دلیل آنها ممکن است تحت تأثیر اثرات گرانشی همراهان بزرگ‌تر خود قرار بگیرند.
این پژوهشگران قصد دارند یک روش نوآورانه برای آزمایش مدل استاندارد براساس میزان اختلال ایجادشده در کهکشان‌های کوتوله توسط جزر و مدهای گرانشی کهکشان‌های بزرگ‌تر نزدیک معرفی کنند.
جزر و مد کهکشانی زمانی به‌وجود می‌آید که گرانش یک جسم به صورت متفاوتی بر روی قسمت‌های مختلف جسم دیگر تأثیر می‌گذارد. این جزر و مدها به جزر و مدهای روی زمین شباهت دارد و به این دلیل به‌وجود می‌آیند که ماه به قسمتی از زمین که روبه‌رویش قرار دارد کشش بیشتری وارد می‌کند.
خوشه فورناکس دارای تعداد زیادی کهکشان کوتوله است. مشاهدات اخیر نشان می‌دهد در برخی از این کوتوله‌ها آشفتگی رخ داده است؛ به صورتی که انگار محیط خوشه‌ای آنها را تحت تأثیر قرار داده است.
براساس اظهارات دانشمندان طبق مدل استاندارد چنین اختلالاتی در کوتوله‌های فورناکس انتظار نمی‌رود؛ زیرا طبق مدل استاندارد، هاله‌های ماده تاریک این کوتوله‌ها باید تا حدی از آنها در برابر جزر و مد ایجادشده توسط خوشه محافظت کند.
دانشمندان میزان آشفتگی مورد انتظار در کهکشان‌های کوتوله را بررسی کردند. این آشفتگی‌ها به ویژگی‌های درونی آنها و فاصله آنان تا مرکز خوشه‌ای قدرتمند گرانشی بستگی دارد.
کهکشان‌هایی با اندازه بزرگ اما جرم ستاره‌ای کم و کهکشان‌های نزدیک به مرکز خوشه، راحت‌تر آشفته یا نابود می‌شوند.
آنها نتایج را با میزانی از آشفتگی که در عکس‌های گرفته‌شده توسط تلسکوپ وی‌اِل‌تی رصدخانه جنوبی اروپا آشکار بود، مقایسه کردند. این مقایسه نشان داد که بر اساس مدل استاندارد، کوتوله‌های فورناکس باید پیش از این توسط گرانش مرکز خوشه نابود شده باشند؛ این اتفاق باید می‌افتاد حتی اگر جزر و مدی که در یک کوتوله ایجاد می‌شد ۶۴ برابر ضعیف‌تر از گرانش خود کوتوله بود.
این در تضاد با مطالعات قبلی است که نشان می‌داد نیروی خارجی مورد نیاز برای آشفته‌کردن یک کهکشان کوتوله تقریباً با خودگرانشی کهکشان‌های کوتوله برابر است.
تضاد با مدل استاندارد
پژوهشگران در این بررسی به این نتیجه رسیدند که در مدل استاندارد، نمی‌توان ریخت‌شناسی مشاهده‌شده کهکشان‌های کوتوله فورناکس را به روش خودسازگار توضیح داد. آنها تجزیه و تحلیل را با استفاده از فرضیه دینامیک نیوتونی اصلاح‌شده (Milgromian dynamics) تکرار کردند. فرضیه دینامیک نیوتونی اصلاح‌شده به جای فرض‌کردن هاله‌های ماده تاریک در اطراف کهکشان‌ها، اصلاح نظریه گرانش نیوتون را پیشنهاد می‌کند که بر اساس آن گرانش در ساختار شتاب‌های کم، افزایش می‌یابد.
پژوهشگران در این زمینه اظهار داشتند: مطمئن نبودیم که کهکشان‌های کوتوله بتوانند در محیط یک خوشه کهکشانی دوام بیاورند زیرا در این مدل بر اساس فرضیه دینامیک نیوتونی اصلاح‌شده، هاله‌های ماده تاریک محافظ وجود ندارد اما نتایج ما توافق چشمگیری را بین مشاهدات و انتظارات فرضیه دینامیک نیوتونی اصلاح‌شده درباره سطح آشفتگی کهکشان‌های کوتوله فورناکس نشان می‌دهد.
این اولین بار نیست که مطالعه‌ای برای آزمایش تأثیر ماده تاریک بر دینامیک و تکامل کهکشان‌ها به این نتیجه رسیده است که مشاهدات، زمانی بهتر توضیح داده می‌شوند که کهکشان‌ها با ماده تاریک احاطه نشده باشند.
از نظر پژوهشگران، نتایج این پژوهش برای «فیزیک بنیادی» ارزشمند است. آنها انتظار دارند کهکشان‌های کوتوله آشفته بیشتری را در خوشه‌های دیگر پیدا کنند.
نظر شما