En grupp astronomer har upptäckt en enorm struktur av satellitgalaxer och kluster av stjärnor som omger vår galax Vintergatan, som sträcker sig över en miljon ljusår. Teamet säger att deras fynd kan signalera ett 'katastrofiskt misslyckande av den vanliga kosmologiska modellen', som utmanar existensen av mörk materia. Detta ansluter sig en annan studie släpptes förra veckan , där forskare sa att de inte hittade några bevis för mörk materia.
Doktoranden Marcel Pawlowski och astronomiprofessorn Pavel Kroupa från universitetet i Bonn i Tyskland är inte främmande för studien – och skepsisen – av mörk materia. Tillsammans har de två en blogg som heter Den mörka materiakrisen , och i en 2009 tidning som också studerade satellitgalaxer, förklarade Kroupa att Isaac Newton kanske hade fel. 'Även om hans teori faktiskt beskriver de vardagliga effekterna av gravitation på jorden, saker vi kan se och mäta, är det tänkbart att vi helt har misslyckats med att förstå den faktiska fysiken som ligger bakom gravitationskraften,' sa han.
Medan konventionella kosmologiska modeller för universums ursprung och evolution är baserade på närvaron av mörk materia, osynligt material som tros utgöra cirka 23 % av kosmos innehåll, backas denna modell upp av nya observationer av den kosmiska mikrovågsbakgrunden den uppskattningen är att universum består av 4% vanlig baryonisk materia, 73% mörk energi och resten är mörk materia.
Men mörk materia har aldrig upptäckts direkt, och i den för närvarande accepterade modellen – Lambda-Cold Dark Matter-modellen – förutspås Vintergatan ha mycket fler satellitgalaxer än vad som faktiskt kan ses.
Pawlowski, Kroupa och deras team säger att de har hittat en enorm struktur av galaxer och stjärnhopar som sträcker sig så nära som 33 000 ljusår till så långt bort som en miljon ljusår från galaxens centrum, som existerar i räta vinklar mot Millky Way , eller i en polär struktur både 'norr' och 'söder' om planet för vår galax.
Detta kan vara den 'förlorade' saken som alla har letat efter.
De använde en rad källor för att försöka sammanställa denna nya bild av exakt vad som omger vår galax, med hjälp av fotografiska plattor från 1900-talet och bilder från robotteleskopet i Sloan Deep Sky Survey. Med hjälp av alla dessa data satte de ihop en bild som inkluderar ljusa 'klassiska' satellitgalaxer, mer nyligen upptäckta svagare satelliter och de yngre klothoparna.
Sammantaget bildar det en enorm struktur.
'När vi hade slutfört vår analys, dök en ny bild av vårt kosmiska grannskap upp,' sa Pawlowski.
Teamet sa att olika modeller av mörk materia kämpar för att förklara vad de har upptäckt. 'I standardteorierna skulle satellitgalaxerna ha bildats som individuella objekt innan de fångades av Vintergatan,' sa Kroupa. 'Eftersom de skulle ha kommit från många håll är det näst intill omöjligt för dem att hamna fördelade i en så tunn plan struktur.'
Många astronomer, inklusive astrofysikern Ethan Siegel i hans Starts With a Bang-blogg, säger att den stora bilden av mörk materia gör ett bra jobb med att förklara universums struktur.
Siegel frågar om några studier som motbevisar mörk materia 'tillåter oss att komma undan med ett universum utan mörk materia när vi förklarar storskalig struktur, Lyman-alfaskogen, fluktuationerna i den kosmiska mikrovågsbakgrunden eller universums materiaeffektspektrum? Svaren, vid denna tidpunkt, är nej, nej, nej och nej. Definitivt. Vilket inte betyder att mörk materia är ett definitivt ja, och att modifiering av gravitationen är ett definitivt nej. Det betyder bara att jag vet exakt vad de relativa framgångarna och de återstående utmaningarna är för vart och ett av dessa alternativ.”
Men via Twitter idag sa Pawlowski, 'Tyvärr hjälper den stora bilden av att mörk materia enligt uppgift är bra bara om man tittar på långt håll eller med trasiga glasögon.'
En förklaring till hur denna struktur bildades är att Vintergatan kolliderade med en annan galax i det avlägsna förflutna.
'Den andra galaxen förlorade en del av sitt material, material som sedan bildade vår galaxs satellitgalaxer och de yngre klothoparna och utbuktningen i det galaktiska centrumet.' sa Pawlowski. 'De följeslagare vi ser idag är skräpet från denna 11 miljarder år gamla kollision.'
Teamet skrev i sin tidning: 'Om alla satellitgalaxer och unga halokluster har bildats i ett möte mellan den unga Vintergatan och en annan gasrik galax för cirka 10-11 Gyr sedan, så har Vintergatan inget ljus mörk materia understrukturer och problemet med saknade satelliter blir ett katastrofalt misslyckande för den vanliga kosmologiska modellen.'
'Vi blev förbryllade över hur väl fördelningarna av de olika typerna av objekt stämde överens med varandra', sa Kroupa. 'Vår modell verkar utesluta närvaron av mörk materia i universum, vilket hotar en central pelare i den nuvarande kosmologiska teorin. Vi ser detta som början på ett paradigmskifte, ett som i slutändan kommer att leda oss till en ny förståelse av universum vi bebor.'
Källa: Royal Astronomical Society