Galaktik rotasyonda yeni bir dönüşle tartışmalı alternatif yerçekimi teorisini canlandırmak

Andrews Üniversitesi’nden bir fizikçi tarafından yönetilen uluslararası bir gökbilimciler grubu, alternatif bir yerçekimi teorisini yeniden canlandırdı.

Andrews Üniversitesi Fizik ve Astronomi Okulu’ndan Dr. Indranil Banik liderliğindeki araştırma, gazın yüksek beklenen dönme hızını ortaya çıkardı. cüce galaksi Milgromian Dynamics (MOND) olarak bilinen daha önce çürütülmüş teori ile tutarlı.

Cüce gökada AGC 114905’teki gazın dönme hızına ilişkin önceki bir çalışma (Mancera Pena ve diğerleri, 2022) gazın çok yavaş döndüğünü buldu ve böylece MOND teorisinin öldüğünü iddia etti.

Bu tür teoriler evrenimizi anlamak için gereklidir, çünkü bilinen fiziğe göre galaksiler o kadar hızlı dönerler ki birbirlerinden ayrılmaları gerekir. MOND, yerçekimi fenomeninin Einstein’dan ilham alan baskın anlayışı olan genel göreliliğe tartışmalı bir alternatiftir. Bununla birlikte, genel görelilik, galaksileri bir arada tutmak için karanlık maddeyi gerektirirken, MOND bunu gerektirmez. karanlık madde.

Onlarca yıldır son derece hassas araştırmalara rağmen karanlık madde hiçbir zaman keşfedilmediği için, galaksileri neyin birbirine bağladığını açıklamak için çeşitli teoriler ortaya atıldı. Doğru teori üzerine tartışmalar sürüyor. Mancera Pina ve arkadaşlarının çalışmasında rapor edilen son derece düşük dönüş hızı, büyük miktarda karanlık madde ile genel görelilik tarafından yönetilen bir dünyada beklentilere ters düşmektedir.

Dr. Banek’in grubu, MOND’un yerçekimi teorisinde tahmin edilen yüksek dönme hızının, eğer eğim varsa gözlemlerle tutarlı olduğunu savunuyor. gökada Abartılı.

Uzak galaksilerdeki yıldızların ve gazların dönüşü doğrudan ölçülemez. Kesin spektroskopik ölçümlerle yalnızca görüş hattındaki bileşen bilinir. Galaksi neredeyse kafa kafaya görülürse, çoğunlukla gökyüzü düzlemi içinde yörüngede olacaktır. Bu, gözlemcileri galaksinin çok yavaş döndüğünü düşünmeye yönlendirebilir, bu da onların silindir ile gökyüzü düzlemleri arasındaki eğimi olduğundan fazla tahmin etmelerini gerektirir. Bu eğim, eliptik galaksinin nasıl göründüğüne göre tahmin edildi (resme bakın).

Yeni çalışma, benzer bir disk galaksinin ayrıntılı bir MOND simülasyonunu kullanarak bu önemli konuyu araştırdı. AGC 114905 Bonn Üniversitesi’nde Srikanth Nagesh tarafından ve Bonn Üniversitesi’nden Profesör Pavel Kroupa’nın ve Prag’daki Charles Üniversitesi’nin teşvikiyle yapılmıştır. Simülasyonlar, önden bakıldığında bile biraz eliptik görünebileceğini gösteriyor. Bunun nedeni, galaksideki yıldızların ve gazların yerçekimine sahip olmaları ve kendilerini bir şekilde dairesel olmayan bir şekle çekebilmeleridir. Benzer bir süreç, disk gökadalarda sarmal kolların ortaya çıkmasına neden olur; bu özellikler o kadar yaygın ki bunlara genellikle sarmal gökadalar denir.

Sonuç olarak, galaksi yüzleşmeye gözlemcilerin düşündüğünden daha yakın olabilir. Bu, galaksinin bildirilenden çok daha hızlı döndüğü ve MOND ile gerilimi ortadan kaldırdığı anlamına gelebilir.

Yeni çalışmanın baş yazarı Dr. Banek şunları söyledi: “Simülasyonlarımız AGC 114905’in eğiminin bildirilenden çok daha düşük olabileceğini gösteriyor, bu da galaksinin aslında insanların düşündüğünden çok daha hızlı döndüğü anlamına geliyor. MOND tahminleri ile.”

Andrews Üniversitesi Fizik ve Astronomi Okulu’ndan Dr. Hongsheng Zhao şunları söyledi: “Bu galaksinin rapor edilen aşırı düşük dönüş hızı, hem MOND hem de karanlık madde ile ilgili standart yaklaşımla uyumlu değil. Ancak yalnızca MOND bunu yapabiliyor. Bu bariz çelişkinin üstesinden gelin.” .

Yeni çalışma ayrıca benzer bir “sözde eğim” etkisinin standart karanlık madde yaklaşımında ortaya çıkma ihtimalinin düşük olduğunu çünkü galaksiye pürüzsüz bir karanlık madde halesinin hakim olduğunu savunuyor. Yıldızlar ve gazlar yerçekimine asgari düzeyde katkıda bulunur, bu nedenle disk “kendi kendine yerçekimi” değildir.

Bu, başka bir grup tarafından yapılan simülasyonlarla onaylandığı gibi, kafa kafaya bakıldığında muhtemelen çok dairesel görüneceği anlamına gelir (Selwood ve Sanders, 2022). Sonuç olarak, gözlenen elipsoid, disk ve gökyüzü seviyeleri arasındaki önemli bir eğimden kaynaklanmalıdır. Dönme hızı o zaman çok küçük olacak, bu da galaksinin çok az karanlık maddesi olduğu anlamına geliyor. Bu ortamda, izole bir cüce gökadanın, yıldız ve gaz halindeki kütlesi göz önüne alındığında, az miktarda karanlık madde içermesi mümkün değildir.

Prag’daki Bonn Üniversitesi ve Charles Üniversitesi’nde profesör olan Pavel Krupa, bu bulguların daha geniş bağlamı hakkında şunları söyledi: “MOND, şimdiye kadar yapılan testlerde iyi çalışırken, standart yaklaşım, cüceden cüceye kadar tüm ölçeklerde çok ciddi sorunlara neden oluyor. AGC 114905 gibi birçok bağımsız ekip tarafından bulunan kozmik ölçeklere kadar galaksiler.”

Referans: “Milgromian Disk Gökadalarının Abartılı Eğilimleri: Ultra Genişleyen Gökada AGC 114905 Örneği” Indranil Banik, Srikanth T Nagesh, Hosein Haghi, Pavel Kroupa, Hongsheng Zhao, 19 Nisan 2022, Kraliyet Astronomi Derneği’nin Aylık Bildirimleri.
DOI: 10.1093/mnras/stac1073