Ocak Kümesi’nde olası karanlık madde eksikliği olan ikizler keşfedildi

Gökbilimciler, evrenin en tuhaf gökada türlerinden birinin olası yeni bir örneğini belirlediler: çok az karanlık madde içeren veya hiç içermeyen gökadalar. Ocak Kümesi’nin eteklerinde yer alan yeni incelenen FCC 224 ve FCC 240 çifti, bilinen tek tartışmalı karanlık madde eksikliği olan gökada çiftiyle birçok olağandışı özelliği paylaşıyor. Bulgular siteye yüklendi arXiv 22 Mayıs’ta ön baskı sunucusu.

Hayalet galaksiler

Ultra-yaygın galaksiler, kabaca Samanyolu’nun boyutunda olan, ancak çok daha az kütleye sahip olan ve çok daha az yıldız içeren sönük sistemlerdir. 10 yılı aşkın bir süredir tartışmalara yol açtılar, bunun temel nedeni iki zıt seviyedeki karanlık madde içeriğiyle gözlemlenmeleriydi.

Bir tarafta, karanlık madde bakımından zengin aşırı yaygın gökadalar oldukça iyi anlaşılmıştır: Bunların erken sönmüş, hiçbir zaman çok fazla yıldız kütlesi oluşturmayan ancak birçok küresel kümeye tutunan “başarısız gökadalar” olduğu düşünülmektedir. Bunun tam tersi ise çok daha tuhaftır. Az sayıda ultra-yaygın gökadanın çok az karanlık madde içerdiği veya hiç karanlık madde içermediği görülmektedir ve barındırdıkları küresel kümeler alışılmadık derecede parlaktır.

Araştırmacılar, kümelerin aşırı parlaklığından sorumlu olan sürecin aynı zamanda bu nadir sistemlerde karanlık maddenin yokluğundan da sorumlu olabileceğini düşünüyor. Şu ana kadar bu türden yalnızca iki gökada bulundu: NGC 1052-DF2 ve NGC 1052-DF4, her ikisi de NGC 1052 grubuyla bağlantılı. Bu, bunun genel bir olgudan ziyade benzersiz bir yerel tuhaflık olup olmadığı sorusunu gündeme getiriyor.

Son zamanlarda, NGC 1052 grubunun dışında karanlık madde eksikliği olan üçüncü bir cüce gökada olan FCC 224 bulundu. Yeni çalışmada, Yale Üniversitesi’nden Maria Luísa Buzzo liderliğindeki bir gökbilimci ekibi, bu iki gökadanın DF2 ve DF4’e benzer bir çift oluşturup oluşturmadığını araştırmak için Fornax Kümesi’ndeki FCC 224 ve yakındaki bir eşlik eden gökada olan FCC 240’ı Çok Büyük Teleskop üzerindeki MUSE aygıtını kullanarak inceliyor.

Ekip aynı zamanda başlangıç ​​hikâyesi olarak “kurşun-cüce” ​​senaryosunu da test ediyor. İki cüce gökada yüksek hızda çarpıştığında şiddetli çarpışmanın yıldızları karanlık maddelerin çoğundan ayırabileceğini ileri sürüyor.

Noktaları birleştirme

Buldukları şey şu: Her iki gökada da son derece düşük hız dağılımlarına sahip. Yıldızlar ve küresel kümeler o kadar yavaş hareket ediyor ki, iç kütleçekim potansiyeli herhangi bir karanlık madde halesinden ziyade tek başına yıldızlar tarafından daha doğal bir şekilde açıklanıyor. Yarı ışık yarıçapındaki dinamik kütleleri, yalnızca yıldız kütleleriyle tutarlı olup, tipik cüce gökadalar için beklenen değerlerin çok altındadır. Her ikisi de aynı zamanda DF2 ve DF4 ile yakından eşleşen üst düzey parlaklık fonksiyonuna sahip, anormal derecede parlak küresel kümelere de ev sahipliği yapıyor.

Ek olarak, FCC 224 ve FCC 240 neredeyse tamamen aynı yaştadır; yaklaşık 10 milyar yaşındadır. Küresel kümeleri, dağınık yıldız cisimleriyle aynı yaşı ve metalikliği paylaşıyor. Bu, yıldızların ve kümelerin tek bir yoğun patlamada bir araya geldiği anlamına gelir.

‘da yayınlanan bir araştırmaya göre Astrofizik Günlük MektuplarıBu, kurşun-cüce senaryosunun en güçlü tahminlerinden biridir. Çarpışma, hem galaksinin dağınık yıldız gövdesini hem de alışılmadık derecede büyük kütleli kümelerini aynı anda üreten kısa, şiddetli bir yıldız oluşumunu tetikliyor.

Ancak bu gökadalar DF2 ve DF4 çiftinden bir farklılık göstermektedir. NGC 1052 çifti, yaklaşık 240 kiloparseklik bir mesafeyle birbirlerinden oldukça uzaktadır ve iki megaparsekten fazla uzanan, geçmiş bir çarpışmanın enkazı olan, düşük yüzey parlaklığına sahip gökadaların uzun bir iziyle ilişkilidir. FCC 224 ve FCC 240 birbirine çok daha yakın, aralarında yalnızca 75 kiloparsek mesafe var ve birbirlerine saniyede yalnızca 16 kilometre hızla yaklaşıyorlar. Uzatılmış bir parça izi yerine kompakt, uzun ömürlü bir bağlı çift oluşturuyor gibi görünüyorlar.

Tüm farkı yaratmak

Bu fark, iki galaksinin bağımsız olarak oluşmasının ve tesadüfen benzer özellikleri paylaşıyor olmasının mümkün olduğunu öne sürüyor; makalede “yalnızca daha derin ve daha kapsamlı verilerle test edilebilecek bir olasılık” yazıyor.

Ekip ayrıca, orijinal çarpışmadan kalan herhangi bir karanlık madde kalıntısının, öngörülen eksen boyunca kabaca üç megaparsek uzakta olması gerektiğini tahmin etti; bu, ek parçaları veya dışarı atılan karanlık madde halesini aramak için doğal bir yer. Yörünge boyunca uzanan parçalar henüz tanımlanmamış olabilir.

Bununla birlikte, bunun yine de aynı olgunun başka bir örneğini temsil edebileceğini, karşılaşmanın geometrisinde veya yörünge enerjisinde hafif bir değişiklikle başlayıp böylece uzun bir parça zinciri yerine daha sıkı bir çift yaratabileceğini ileri sürüyorlar.

“Birlikte ele alındığında, bu sonuçlar FCC 224 ve FCC 240’ın, DF2 ve DF4 için önerilen olaya benzer şekilde yüksek hızlı bir çarpışmada oluşmuş olabileceğini gösteriyor.”

Genel olarak DF2 ve DF4’ü yaratan süreç, NGC 1052 grubuna özgü olmayabilir.