Vergelijking van een sterrenstelsel mét een halo van donkere materie rechts (ESO 325-G004) en zonder donkere materie links (NGC 1277). Credit: Design: Gabriel Pérez Díaz (IAC). Image of NGC 1277: NASA, ESA, and M. Beasley (IAC). Image of ESO 325-G004: NASA, ESA, and The Hubble Heritage Team (STScI/AURA); J. Blakeslee (Washington State University)
Er zijn al verschillende sterrenstelsels ontdekt zónder donkere materie, zoals NGC1052-DF2 en NGC1052-DF4 (kortweg DF2 en DF4) – zie deze en deze blogs er over. Maar dat betrof allemaal kleine sterrenstelsels, dwergstelsels. Maar recent hebben Sebastién Comerón (University of La Laguna) iets nieuws ontdekt: een groot sterrenstelsel zonder donkere materie. Het betreft NGC 1277, een sterrenstelsel dat enkele malen zo zwaar als ons Melkwegstelsel is. Het stelsel wordt beschouwd als een prototype ‘reliek sterrenstelsel’, dat wil zeggen dat het geen enkele interactie heeft ondergaan met andere sterrenstelsels, een zeldzaam type stelsels, waarmee het een soort van afspiegeling is van de grote sterrenstelsels uit het vroege heelal. Met spectrografie kon men de beweging van de sterren in NGC 1277 meten, tot een afstand van 20.000 lichtjaar buiten het stelsel. Zo kon men een zogeheten kinematische kaart van het stelsel maken en daaruit kon men afleiden dat hooguit 5% van de massa donkere materie is, waarschijnlijk is er zelfs helemaal geen donkere materie. En da’s vreemd, want de gangbare theorie zegt dat minstens 10% en maximaal 70% van de massa moet bestaan uit donkere materie.
NGC 1277, een lensvormig sterrenstelsel 240 miljoen jaar van ons vandaan bij het centrum van de Perseus cluster van sterrenstelsels. Credit: NASA, ESA, and M. Beasley (IAC)
Er zijn twee verklaringen voor de afwezigheid van donkere materie: het kan zijn dat door de gravitationele interactie van NGC 1277 met het omringende intergalactische medium de donkere materie ‘gestript is’, d.w.z. verdwenen is. Maar het kan ook zijn dat toen NGC 1277 ontstond uit protostelsels lang geleden dat tóen de donkere materie er op de één of andere manier uit verdwenen is. Erg bevredigend zijn beide theorieën niet, dus Comerón en zijn team zijn van plan om vervolgwaarnemingen te doen aan NGC 1277 en wel met het WEAVE instrument van de William Herschel Telescoop (WHT) van het Roque de los Muchachos Observatorium op het Canarische eiland La Palma.
NGC 1277 a galáxia que está desafiando os modelos cosmológicos por apresentar uma deficiência de matéria escura, o que aconteceu com ela?
LEIA AGORA NO BLOG!!!
O Mistério da Galáxia Sem Matéria Escura – https://t.co/IriIgZlzif pic.twitter.com/NeW2mGzaEl
— Sacani (Space Today) – AKA Gordão Foguetes (@SpaceToday1) July 20, 2023
Net als destijds bij de vondst van de donkere materieloze dwergstelsels DF2 en DF4 betekent de vondst van dit stelsel zonder materie dat de alternatieve zwaartekrachttheorieën, zoals MOND, helemaal een probleem hebben. Want die stellen dat donkere materie helemaal niet bestaat en dat in alle sterrenstelsels de zwaartekracht van gewone materie zo werkt dat het lijkt alsof er donkere materie is. Een stelsel zoals NGC 1277 zou in de MOND-theorie ook gewoon schijnbaar donkere materie moeten bevatten.
NGC 1277 in de Perseus cluster. Credit: Donald Pelletier/Wikipedia.
Meer informatie vind je in het vakartikel van Sébastien Comerón et al, The massive relic galaxy NGC 1277 is dark matter deficient, Astronomy & Astrophysics (2023).
Bron: Phys.org.
Het kan natuurlijk ook zijn dat die gemeten rotatiesnelheid van de disc(s) (fig 3 artikel) feitelijk het gemiddelde is van 2 schijven die tegengesteld draaien, zoals Rubin al eerder bij meerdere stelsels had waargenomen, zie: Cospatial Counterrotating Stellar Disks in the Virgo E7/S0 Galaxy NGC 4550 Rubin, Vera C. ; Graham, J. A. ; Kenney, Jeffrey D. P. en dat er dus wel degelijk toch DM aanwezig is. link: https://ui.adsabs.harvard.edu/abs/1992ApJ…394L…9R/abstract
Dus laat diezelfde fiber meetmethode ook eens los op deze clusters zou ik zeggen.
https://www.google.com/search?q=Cospatial+Counterrotating+Stellar+Disks+in+the+Virgo+E7%2FS0&sourceid=chrome&ie=UTF-8
Dat is een interessante opmerking van je. Maar ik weet niet of dit een verklaring is. Het stelsel van Rubin (NGC 4550) waar je naar verwijst is in latere onderzoeken verklaard als resultaat van een merger:
https://arxiv.org/abs/0812.0178
Het stelsel NGC 1277 lijkt sinds haar periode van stervorming,12 miljard jaar geleden, geen nieuwe sterren gemaakt te hebben waardoor een merger na die tijd zowat uitgesloten is:
https://arxiv.org/abs/1803.04893
Daarbij komt dat Rubins vondst toendertijd al tot de conclusie leidde dat de modellen voor het uitwerken van de relatieve bewegingen verbeterd moesten worden.
Maar wel interessant.
Wat als een black hole flipt en zijn rotatie omdraait? zie https://www.nasa.gov/feature/goddard/2022/nasa-s-swift-tracks-potential-magnetic-flip-of-monster-black-hole .Dan krijg je door “frame dragging” materie mee die de andere kant op gaat draaien terwijl het de rest van de disk afremt. https://en.wikipedia.org/wiki/Frame-dragging De 2e optie is dat het framedragging effect feitelijk hetzelfde is als DM, maar dat idee wordt door ingewijden op internet quora helaas afgekeurd. Maar het zou wel kunnen verklaren dat een niet roterende BH ook geen DM heeft als dit NGC 1277 onderzoek inderdaad klopt.
Hier nog een prachtig voorbeeld filmpje met leuke voorbeelden hoe mogelijk ook een onstabiele black hole kan flippen door het Dzhanibekov effect, zonder merger dus.
https://www.youtube.com/watch?v=1VPfZ_XzisU&t=854s
“What causes the Dzhanibekov effect?
The odd-looking effect takes place when the body is rotated about an axis which is near the intermediate axis. For a rigid body which is spinning, moments of inertia around the space-frame axes are continually fluctuating as time changes and the body rotates.”
zie ook https://en.wikipedia.org/wiki/Tennis_racket_theorem
Het filmpje begint helaas bij het einde, (weer een ander fenomeen) dus trek de tijdbalk terug naar het begin, v.a. ca.10 sec is het reclamevrij. Aanrader, zien is geloven!
Ik vond nog een uitgebreider artikel over dit fenomeen, komt vaker voor in dit soort S0 stelsels. Mergers hebben het nadeel dat ze precies onder de juiste hoek moeten invallen anders raken ze vervormd staat er. Maar dit is wel een speciaal geval met het 1 na grootste zwarte gat ooit geregistreerd. Wellicht zijn er nog andere opties voor het ontstaan van “counter rotating galaxies”. Ik geloof niet zo in black holes zonder DM 😀 .
https://arxiv.org/pdf/1403.1263.pdf Counter-Rotation in Disk Galaxies E. M. Corsini 2014