En ny forskning som nyligen utförts av astronomer tyder på att galaxen NGC 3256 har betydande mängder mörk materia i sin centrala region. Fyndet, presenteras i en artikel publicerad den 2 oktober på arXiv.org, kan utgöra en utmaning för den modifierade newtonska dynamikteorin.

Beläget cirka 114 miljoner ljusår bort i superklusterkomplexet Hydra-Centaurus, NGC 3256 är en lysande infraröd galax (LIRG). Det är en av de ljusaste närliggande galaxerna och den mest lysande galaxen i infrarött som ligger inom en rödförskjutning av 0,01 från jorden.

NGC 3256 bildades som ett resultat av en sammanslagning av två gasrika skivgalaxer och har en nästan vänd mot orientering. Sådana egenskaper gör det till ett utmärkt mål för att studera mörk materia i LIRG.

Med tanke på att LIRG:er som NGC 3256 vanligtvis sammansmälter galaxer som regleras av halosammanslagning av mörk materia, astronomer försöker avgöra om en betydande mängd mörk materia kan identifieras i centrala delar av sådana galaxer, vars dynamiska massor vanligtvis verkar domineras av molekylära massor.

Med detta mål i åtanke, ett team av forskare under ledning av Israa Abdulqasim Mohammed Ali från University of Malaya i Kuala Lumpur, Malaysia, har nyligen studerat NGC 3256 med hjälp av data från Atacama Large Millimeter and sub-millimeter Array (ALMA) och Two Micron All Sky Survey (2MASS).

"Vi undersökte den centrala massfördelningen av den lysande infraröda galaxen NGC 3256 på ett avstånd av 35 Mpc genom att använda CO(1-0)-observationer av Atacama Large Millimeter och sub-millimeter Array (ALMA) och nära-IR-data från de två Micron Sky Survey (2MASS), " skrev forskarna i tidningen.

Analysen av tillgängliga data gjorde det möjligt för teamet att bestämma massfördelningen i NGC 3256. De fann att det finns en betydande mängd osynlig dynamisk massa (cirka 48 miljarder solmassor) i den centrala delen av galaxen. Bråkdelen av den osynliga massan beräknades vara cirka 87 procent av den dynamiska massan.

Enligt författarna till tidningen, en sådan enorm mängd osynlig massa, kan inte förklaras av molekylmassan och stjärnmassan inom den centrala regionen. Därför, de antyder att osynlig massa sannolikt orsakas av mörk materia.

"Mängden mörk materia är cirka 4,84 ± 0,42 × 10 ¹⁰ solmassor, som är betydligt större än stjärnmassan. Det är tydligt att ens hastigheten inte var cirkulär, den dynamiska massan som skulle krävas för att ta hänsyn till den observerade hastighetsspridningen är fortfarande mycket större än den baryoniska massan, och därför är förekomsten av en enorm mängd mörk materia i den centrala delen av galaxen nödvändig, ", avslutade forskarna.

Mörk materia i centrala delar av galaxer är fortfarande relativt outforskad. Astronomer är generellt överens om att mörk materia vanligtvis dominerar i galaxernas yttre regioner men inte anses vara en viktig masskomponent i galaxernas innersta regioner. Därav, författarna till studien noterade att deras upptäckt kan ha en betydande inverkan på modifierad newtonsk dynamikteori, som föreslogs för att förklara "problemet med den saknade massan" utan att använda mörk materia.

"Vad som är viktigare är att detta problem med den saknade massan inte kan förklaras med den traditionella MOND-teorin [modifierad Newtonsk dynamik] på grund av stark acceleration i galaxens centrala område. Eftersom de flesta fenomenen med mörk materia på galaktiska skalor vanligtvis kan förklaras av MOND-teorin mycket väl, denna upptäckt utgör således en betydande utmaning för de traditionella MOND-modellerna, " står det i tidningen.

© 2018 Phys.org