Yaklaşık 13 milyon ışıkyılı uzaklıkta bulunan Canes Venatici takımyıldızlarında bir bulut var. Odaklandığımız, Başak Üstkümesi'nin sadece küçük bir kısmı olan ve Evrenin genişlemesi ile birlikte ilerleyen Canes Venatici I. İçinde çok iyi bir nedenden ötürü kalabalıktan sıyrılan bir galaksi görüyoruz ... çok az veya hiç karanlık madde yok. Onun adı? Messier 94.
Çok yetenekli Pierre Mechain bu gökadayı 22 Mart 1781'de keşfettiğinde, Charles Messier'in gözlemini onaylama ve nesne olarak kataloglama şansına sahip olması iki gün sürdü. Messier'in notlarından: “Yıldızsız Bulutsusu, Kalbinin üzerinde Charles [alfa Canum Venaticorum], yıldız no. Flamsteed'e göre, Av Köpeklerinin [Canes Venatici] altıncı büyüklüğünün 8'i: Merkezde parlak ve bulutsu biraz dağınık. 79. Lepus'un altındaki bulutsuyu andırır; ama bu daha güzel ve parlak: M. Mechain bunu 22 Mart 1781'de keşfetti. (diam. 2.5 ′) ”.
Çoğu gözlemci ve bazı referans kılavuzları M94'ü çubuklu bir sarmal gökada (Sb) olarak adlandırırken, hepsinin dikkate değer özelliği çift halka yapısıdır - düşük iyonizasyonlu nükleer emisyon hattı bölgesinin (LINER) galaktik çekirdeğinin kanıtı. İç çekirdek, birçok yıldızın hızla oluştuğu ve şaşırtıcı bir hızla süpernovaya maruz kaldığı bir yıldız patlaması halkasıdır. Bu yıldız patlamaları, madde bir rezonans paterni oluşturan merkezi kara deliğe düştüğü için galaktik jetlerin oluşumu ile de birlikte olabilir. C. Munoz-Tunon şöyle diyor: “Çıkıntı ve iç çubuk disk gaz hareketini artırarak H II halkasının dışında ve hemen içinde dışarı doğru hareketlere neden oluyor, böylece halka üzerinde yıldız oluşumunu tetiklemek için malzeme birikiyor. Orta kısımda çubuk, gazı merkeze doğru yönlendirir, bu da bir fosil yıldız patlamasının varlığına rağmen çekirdeğin önemli miktarda gazını açıklar. Literatürde H II halkasının iyonize gazına referansla bildirilen tuhaf hareketler, H II halkasındaki yıldız patlaması düğümleri tarafından üretilen şok dalgalarıyla karşılaşan ve galaksi diskinin üzerinde yükselen gaz olarak algılanabilir. HI halkasının görünür genişleme hareketini açıklamak için kullanılan çekirdekten dışarı doğru yayılan yıldız oluşumu senaryosu, HI halkasının yeri ile FUV halkasınınki karşılaştırması ışığında tam olarak desteklenmemektedir. FUV halkası, içe doğru ilerleyen bir yıldız oluşum senaryosuna işaret edebilecek yaklaşık 45 ″ -48 at değerinde zirve yapıyor. ”
Ancak mesele tartışmalıdır. John Kormendy ve Robert Kennicutt'un çalışmalarına göre, gördüğümüz şeyin görüş açımızın neden olduğu bir yıldız patlaması yanılsaması olması mümkündür. “Evren geçiş halindedir. İlk zamanlarda, galaktik evrim, hiyerarşik kümeleme ve birleştirme, şiddet içeren ve hızlı süreçler tarafından domine edildi. Uzak gelecekte, evrim çoğunlukla baralar, oval diskler, spiral yapı ve üç eksenli karanlık haleler gibi kolektif fenomenleri içeren etkileşimlerden kaynaklanan enerjinin ve kütlenin yavaş yeniden düzenlenmesi olacaktır. Her iki süreç de şimdi önemlidir. Bu gözden geçirme, iç laik evrimi tartışarak önemli bir sonuç üzerinde yoğunlaşmaktadır, disk gökadalarında klasik, birleşme-yapılı çıkıntılara benzeyen ancak yavaşça disk gazından yapılan yoğun merkezi bileşenlerin birikmesini tartışmaktadır. Biz buna sözde bulgur diyoruz. ”
Çift halka yapısına ve azalan dönüş eğrilerine neyin sebep olduğuna bakılmaksızın, gerçek cevap hala anlaşılması zor. Garip bir şekilde, 2008'de önerilen Messier 94'ü daha gizemli kılan şeydi… karanlık madde eksikliği.
Öyleyse, karanlık neden “önemli” olsun? Bu kolay. Görünür madde üzerindeki yerçekimi etkilerini biliyoruz ve böylece sarmal gökadaların düz dönüş eğrilerini açıklayabiliriz, karanlık maddenin gökada yapısı oluşumu ve galaksi evriminde merkezi bir rolü olduğunu belirtmiyoruz. Bu bulguları bize yüksek kütle-ışık oranının galaksilerde karanlık maddenin varlığını gösterdiğini söyleyen Fritz Zwicky'ye borçluyuz - tıpkı bize karanlık maddenin galaksi kümelerinde de rol oynadığını öğrettiği gibi. Dr. Zwicky’nun düşünce tarzı o zamanlar radikaldi… Ama hala radikal düşünce için yer var mı? Neden olmasın?
Joanna Jalocha, Lukasz Bratek ve Marek Kutschera'nın çalışmalarına göre, sıradan ışıklı yıldızlar ve gaz, M94'teki tüm malzemeyi açıklıyor - karanlık madde için yer yok. “Bir önceki bölümün sonunda kütle fonksiyonlarının ve dönme yasalarının karşılaştırılması, düzleştirilmiş kütle dağılımı olan modellerin, küresel halo olduğu varsayılan yaygın olarak kullanılan modellerden daha verimli olduğu gerçeğini göstermektedir. Birincisi, hem yüksek dönme hızlarını hem de dönme eğrilerinin düşük ölçekli yapısını ve ikincisinden önemli ölçüde daha az miktarda maddeyi hesaba katmada daha iyidir (disk modelindeki dönme ve kütle dağılımı arasındaki ilişki, dönme eğrisi). Disk modelinin kullanımı, küresellik durumunu ihlal eden dönme eğrileri olan gökadalar için haklıdır. Bu, küresel bir kütle dağılımı için gerekli (yeterli olmasa da) bir koşuldur. Spiral galaksi NGC 4736'nın dönüşü Newton fiziği çerçevesinde tam olarak anlaşılabilir. Galakside, yüksek çözünürlüklü dönme eğrisi ile mükemmel bir şekilde anlaşılan, bu bantta toplam 3.43 × 1010M kütlesinde 1.2'lik düşük kütle-ışık oranı veren I-bandı parlaklık dağılımına katılıp, galaksinin uzak kısımlarında gözlenen HI miktarı ile tutarlıdır ve karanlık madde için fazla yer bırakmaz. Dikkat çekici bir şekilde, bu kıvamı büyük bir karanlık halenin hipotezini çağırmadan veya değiştirilmiş yerçekimlerini kullanmadan gerçekleştirdik.
NGC 4736'ya benzer şekilde, daha büyük yarıçaplardaki küresel kütle dağılımının baskın olmadığı bir sarmal gökada sınıfı vardır. En önemlisi, bu bölgede kütle dağılımını abartmamak için dönme eğrileri doğru bir şekilde yeniden oluşturulmalıdır. Belirli bir dönme eğrisi için, dönme eğrisine karşılık gelen Kepler kütle fonksiyonu (sferiklik testi olarak adlandırılır) incelenerek büyük bir yarıçapta küresel haloya izin verilip verilmeyeceği kolayca belirlenebilir. Dönme eğrisinden bağımsız olarak tamamlayıcı kütle dağılımı bilgilerini kullanarak, disk modeli için kesme probleminin üstesinden geldik, belirli bir dönme eğrisi için, dönme eğrisinin keyfi ekstrapolasyonuna bağlı olduğu için bir kütle dağılımının benzersiz bir şekilde bulunamaması .”
Daha fazla açıklama? Ardından, galaksinin rotasyon sorununu açıklamak için Newton'un İkinci Dinamik Yasası'nın (F = ma) bir modifikasyonunun kullanıldığı MOND - Modifiye Newton dinamiğine adım atın. Hızlanmanın düşük değerlerde kuvvetle doğrusal orantılı olmadığını belirtir. Ama burada işe yarayacak mı? Kim bilir? Jacob Bekenstein: “Milgrom'un değiştirilmiş newton dinamikleri (MOND) paradigması galaktik dinamiklerle ilgili bir dizi başarılı tahminle övünebilir; bunlar karanlık maddenin önemli bir rol oynadığı varsayımı olmadan yapılır. MOND, dinamik ivmelenmelerin küçük olduğu ekstragalaktik rejimde yerçekiminin Newton teorisinden ayrılmasını gerektirir. Şu ana kadar MOND'yi desteklemek için önerilen göreceli kütle çekim teorileri ya Newton sonrası post-genel görelilik testleri ile çatıştı ya da önemli yerçekimi mercekleri sağlayamadı ya da süperlumal skaler dalgalar ya da {a priori} vektör alanı sergileyerek yarıya indirilmiş ilkeleri ihlal etti. ”
Bir dahaki sefere galaksileri gözlemlediğinizde, “Kedi Gözü” Galaksisine bir göz atın. Küçük bir teleskop bile parlak, tartışmalı çekirdeğini ve incecik şeklini ortaya çıkaracaktır. Ve Roth Ritter gibi olağanüstü astrofotograflar sayesinde çok daha fazlasını görmemize izin veriliyor…
İnanılmaz eserini paylaştığı için Kuzey Galaktik'ten Roth Ritter'a teşekkür ediyoruz!
