Sin halos de materia oscura

galaxia enana

Imagen: la galaxia enana NGC1427A vuela a través del cúmulo de galaxias de Fornax y sufre una turbulencia que no habría sido posible si esta galaxia estuviera rodeada por un halo de materia oscura pesado y extenso, como lo requiere la cosmología estándar.
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Crédito: ESO

Las galaxias enanas son galaxias pequeñas y tenues que generalmente se pueden encontrar en cúmulos de galaxias o cerca de galaxias más grandes. Por esta razón, pueden verse afectados por los efectos gravitatorios de sus compañeros más grandes. «Presentamos una forma innovadora de probar el modelo estándar en función de la cantidad de galaxias enanas que se ven perturbadas por la gravedad y las mareas de las galaxias vecinas más grandes», dijo Elena Asensio, estudiante de doctorado en la Universidad de Bonn y autora principal de la historia. Las mareas surgen cuando la gravedad de un objeto atrae diferentes partes de otro objeto. Estas son similares a las mareas de la Tierra, que surgen porque la Luna tira con más fuerza del lado de la Tierra que mira hacia la Luna.

El cúmulo de Fornax contiene una gran cantidad de galaxias enanas. Observaciones recientes muestran que algunas de estas enanas parecen deformadas, como si las perturbara el entorno del cúmulo. «Tales perturbaciones en las enanas de Fornax son inesperadas según el modelo estándar», dijo Pavel Krupa, profesor de la Universidad de Bonn y la Universidad Charles de Praga. Esto se debe a que, según el Modelo Estándar, los halos de materia oscura de estos enanos deben protegerlos parcialmente de las mareas que levanta la masa».

Los autores analizaron el nivel esperado de turbulencia para las enanas, que depende de sus características internas y su distancia desde el centro del cúmulo gravitacionalmente fuerte. Las galaxias de masas estelares grandes pero de baja masa y las galaxias cercanas al centro del cúmulo son fáciles de perturbar o destruir. Compararon los resultados con el nivel de turbulencia percibida evidente a partir de imágenes tomadas con el VLT Survey Telescope del Observatorio Europeo Austral.

“La comparación mostró que si uno quisiera explicar las observaciones en el modelo estándar”, dijo Elena Ascencio, “los enanos de Fornax deben ser destruidos por la gravedad desde el centro de masa, incluso cuando las mareas que levantan en un enano son sesenta y cuatro veces más débiles. que la propia gravedad de la enana”. No solo es evidente, sino que también va en contra de estudios previos, que encontraron que la fuerza externa necesaria para perturbar una galaxia enana es aproximadamente la misma que la propia gravedad de la enana.

Contradicción con el Modelo Estándar

A partir de esto, los autores concluyen que, en el modelo estándar, la morfología observada de los enanos de Fornax no puede explicarse de manera autoconsistente. Repitieron el análisis utilizando la dinámica milgromiana (MOND). En lugar de asumir halos de materia oscura que rodean las galaxias, la teoría MOND propone una corrección de la dinámica newtoniana en la que la gravedad experimenta un impulso en el régimen de baja aceleración.

«No estábamos seguros de que las galaxias enanas fueran capaces de sobrevivir en el duro entorno de una multitud galáctica en MOND, debido a la ausencia de halos protectores de materia oscura en este modelo – admitió la Dra. Indranel Panik de la Universidad de St Andrews -» pero nuestros resultados muestran una notable concordancia entre las observaciones y los pronósticos MOND para el nivel de desorden de las enanas de Fornax.

Aku Venhola de la Universidad de Oulu (Finlandia) y Stephen Miski del Observatorio Europeo Austral, quienes son coautores del estudio, dijeron.

Esta no es la primera vez que un estudio que examina el efecto de la materia oscura en la dinámica y evolución de las galaxias concluye que las observaciones se explican mejor cuando no están rodeadas de materia oscura. dijo Pavel Krupa, miembro de «Modelado» de Áreas de Investigación Interdisciplinaria y «Material» de la Universidad de Bonn.

El Dr. Hongsheng Zhao de la Universidad de St Andrews agregó: «Nuestros resultados tienen importantes implicaciones para la física básica. Esperamos encontrar más enanas perturbadas en otros grupos, una predicción que otros equipos deberían verificar».

Instituciones Participantes y Financiamiento:

Además de la Universidad de Bonn, el estudio incluyó a la Universidad de St Andrews (Escocia), el Observatorio Europeo Austral (ESO), la Universidad de Oulu (Finlandia) y la Universidad Charles de Praga (República Checa). El estudio fue apoyado por la Universidad de Bonn, el Consejo de Instalaciones de Ciencia y Tecnología del Reino Unido y el Servicio Alemán de Intercambio Académico.

el cargo: Elena Asencio, Indranil Banik, Steffen Mieske, Aku Venhola, Pavel Kroupa, Hongsheng Zhao: La distribución y la morfología de las galaxias enanas del cúmulo de Fornax sugieren que carecen de materia oscura. Avisos mensuales de la Royal Astronomical Society; https://doi.org/10.1093/mnras/stac1765 / https://arxiv.org/abs/2208.02265


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