Tredje gang er lykkens gang: Ny galakse uden mørkt stof giver det afgørende bevis

Den måling, der gør forskellen

Forskerholdet brugte instrumentet Keck Cosmic Web Imager (KCWI) ved W. M. Keck-observatoriet på Hawaii til at måle, hvor hurtigt stjernerne i NGC 1052-DF9 (kaldet DF9) bevæger sig i forhold til hinanden . Denne såkaldte hastighedsspredning er den afgørende målestok. Hvis en massiv og usynlig halo af mørkt stof var til stede, ville dens tyngdekraft få stjernerne til at bevæge sig hurtigere rundt.

For DF9 målte forskerne en spredning på blot 6,4 km/s (med en usikkerhed på +4,0/–4,3 km/s). Det er bemærkelsesværdigt tæt på de 8,3 km/s, man ville forvente alene ud fra galaksens stjernemasse på ca. 1,4 × 10⁸ solmasser (én solmasse svarer til vores egen sols vægt) . Med andre ord: Stjernerne bevæger sig præcis så hurtigt, som de burde, hvis kun den synlige materie trak i dem. Der er slet ikke brug for mørkt stof for at forklare galaksens indre dynamik.

Til sammenligning har almindelige dværggalakser af samme stjernemasse typisk en hastighedsspredning tættere på 30 km/s eller højere, netop fordi de domineres af en stor mængde mørkt stof . DF9's lave tal placerer den i samme særlige kategori som DF2 (ca. 3,2 km/s) og DF4 (som også har en tilsvarende lav spredning) .

Et spor af beviser: Hvad er 'Bullet Dwarf'-kollisionen?

DF2 og DF4 var allerede berømte for at udfordre det gængse billede af, hvordan galakser dannes. Men som et isoleret par rejste de et hårdt spørgsmål: Kunne det bare være to vilde tilfældigheder? Opdagelsen af DF9, der ligger præcis i det spor af gas og galakser, som strækker sig mellem DF2 og DF4, gør den forklaring statistisk uholdbar .

Dette spor er helt i tråd med det såkaldte 'Bullet Dwarf'-kollisionsscenarie, en dramatisk dannelsesteori inspireret af den berømte Bullet Cluster. Her er, hvordan det fungerer:

1. Frontalt sammenstød i høj fart: To gasrige dværggalakser brager direkte ind i hinanden med en enorm relativ hastighed på omkring 358 km/s .
2. Mørkt stof passerer igennem: Fordi mørkt stof kun vekselvirker via tyngdekraften, suser de to galaksers haloer af mørkt stof stort set uhindret gennem hinanden og videre ud på hver sin side.
3. Gassen efterlades: Den almindelige gas og støv oplever derimod friktion og elektromagnetiske kræfter. Den bliver flået ud af de oprindelige galakser og efterladt koncentreret i midten mellem de to fraflyttede klumper af mørkt stof.
4. Nye galakser fødes uden 'skelet': Den efterladte gas afkøles, klumper sammen og begynder at danne nye stjerner. Resultatet er en helt ny generation af ultra-diffuse galakser – heriblandt DF2, DF4 og DF9 – der ligger på en snorlige række. Disse nyfødte galakser har arvet stjerner og gas, men de er født uden det oprindelige