Odkryte w ostatnich latach małe galaktyki spiralne naruszają postulaty Modelu Standardowego fizyki, ponieważ ciemna materia w nich musi nie tylko przyciągać widzialną materię, ale także utrzymywać ją w miejscu w inny sposób - wynika z artykułu opublikowanego w czasopiśmie MNRAS.
„Te mini-galaktyki spiralne mogą być portalem, który prowadzi nas do świata nowej fizyki, która wykracza poza Model Standardowy i jego wyjaśnienia dotyczące ciemnej materii i ciemnej energii. Przebadaliśmy 36 z tych galaktyk, co wystarczy do wyciągnięcia wniosków statystycznych i odkryliśmy związek między strukturą zwykłej materii, z której składają się gwiazdy i gaz, a podobną właściwością jej ciemnej „siostry” - powiedział Paolo Salucci z Instytutu SISSA w Trieście (Włochy).
Naukowcy przez długi czas wierzyli, że Wszechświat składa się z materii, którą widzimy i która stanowi podstawę wszystkich gwiazd, czarnych dziur, mgławic, gromad pyłu i planet. Jednak pierwsze obserwacje prędkości ruchu gwiazd w pobliskich galaktykach pokazały, że gwiazdy na ich obrzeżach poruszają się z niemożliwie dużą prędkością, około 10 razy większą niż wykazały obliczenia.
Przyczyną tego, zdaniem dzisiejszych naukowców, była tak zwana ciemna materia - tajemnicza substancja, która stanowi około 75% masy materii we Wszechświecie. Zwykle każda galaktyka ma około 8-10 razy więcej ciemnej materii niż jej widzialny „kuzyn”, a ta ciemna materia utrzymuje gwiazdy na miejscu i zapobiega ich „rozpraszaniu”.
Dziś, jak mówi Salucci, prawie wszyscy naukowcy wierzą w istnienie ciemnej materii, ale jej właściwości, oprócz oczywistego wpływu grawitacji na galaktyki i gromady galaktyk, pozostają tajemnicą i przedmiotem kontrowersji wśród astrofizyków i kosmologów. Większość naukowców zakłada, że cząstki ciemnej materii, tak zwane „mięczaki”, prawdopodobnie nie oddziałują z widzialną materią w jakikolwiek inny sposób, z wyjątkiem grawitacji.
Salucci i jego koledzy znaleźli pierwszy dowód na to, że tak nie jest, obserwując niedawno odkryte galaktyki karłowate w bezpośrednim sąsiedztwie Drogi Mlecznej. Galaktyki te mają podobny kształt i właściwości do Drogi Mlecznej, ale są dziesiątki, a nawet setki razy mniejsze od naszej Galaktyki.
Obserwacje ruchu gwiazd wewnątrz i na obrzeżach trzech tuzinów takich „mini-galaktyk” ujawniły niezrozumiałe zjawisko - okazało się, że kształt skupisk ciemnej materii w takich gwiezdnych metropoliach zbiegł się z wyglądem samych galaktyk.
Na przykład, jeśli widzialna materia w galaktyce o określonej masie jest skoncentrowana w jednym miejscu, to ciemna materia zrobi to samo. Podobnie, jeśli galaktyka jest silnie „rozciągnięta”, a znajdujące się w niej gwiazdy znajdują się w dużej odległości od siebie, ciemna materia przyjmie podobny kształt. To bardzo potężny efekt, którego nie można wyjaśnić za pomocą standardowego modelu fizyki”- wyjaśnia Salucci.
Film promocyjny:
Jak zauważa naukowiec, podobne efekty występują w większych galaktykach, ale taki rozkład ciemnej materii w nich wyjaśniono wcześniej procesami astrofizycznymi, które można opisać w ramach istniejących wyobrażeń o budowie Wszechświata. Salucci ma nadzieję, że dalsze obserwacje małych galaktyk pomogą nam dokładnie zrozumieć, w jaki sposób naruszany jest Model Standardowy i jakie właściwości ma ciemna materia.