1. Platta rotationskurvor:
* förväntat beteende: Enligt Newtonian Gravity bör orbitalhastigheten för stjärnor och gas i en galax minska med ökande avstånd från det galaktiska centrumet. Detta beror på att gravitationskraften minskar med avståndet, och därmed bör orbitalhastigheten falla av som den omvända kvadratroten på avståndet.
* Observerat beteende: Observationer visar emellertid att galaktiska rotationskurvor förblir överraskande platta även på stora avstånd från det galaktiska centrumet. Detta innebär att stjärnor och gas kretsar mycket snabbare än väntat baserat på det synliga ämnet ensam.
2. Avvikelse mellan ljusstyrka och massa:
* förväntat beteende: Om vi bara tar hänsyn till det synliga ämnet i en galax (stjärnor, gas och damm), bör massfördelningen nära matcha ljusstyrkan. Detta beror på att de ljusare regionerna i en galax också bör vara de mest massiva.
* Observerat beteende: De observerade platta rotationskurvorna indikerar emellertid att galaxer måste innehålla mycket mer massa än vad som kan redovisas av det synliga materialet ensam. Denna skillnad mellan ljusstyrka och massa antyder förekomsten av en stor mängd osynlig materia - mörk materia.
3. Utökad halo:
* förväntat beteende: Om mörk materia koncentrerades i det centrala regionen i en galax, kan vi förvänta oss att rotationskurvan skulle börja minska vid någon tidpunkt.
* Observerat beteende: Det faktum att rotationskurvorna förblir platta till stora avstånd tyder på att den mörka materien är fördelad i en mycket större, utökad halo runt den synliga galaxen. Denna gloria tros vara mycket större än den synliga galaxen själv.
Sammanfattningsvis: De platta rotationskurvorna för galaxer, tillsammans med skillnaden mellan deras ljusstyrka och massa, antyder starkt förekomsten av en betydande mängd mörk materia i en stor, utökad halo runt den synliga galaxen. Denna mörka materia ger den extra gravitationella drag som behövs för att förklara de observerade höga hastigheterna hos stjärnor och gas i de yttre regionerna i galaxer.
