Noin 13 miljoonan valovuoden päässä Canes Venaticin tähdistöissä on pilvi. Keskitymme Canes Venatici I -malliin, joka on vain pieni osa Virgo Superclusterista ja liikkuu vain maailmankaikkeuden laajentuessa. Siinä näemme galaksin, joka erottuu joukosta erittäin hyvästä syystä ... siinä on hyvin vähän tai ei ollenkaan tummaa ainetta. Sen nimi? Messier 94.
Kun erittäin lahjakas Pierre Mechain löysi tämän galaksin 22. maaliskuuta 1781, kesti kaksi päivää, ennen kuin Charles Messier sai tilaisuuden vahvistaa havaintonsa ja luetteloida sen esineeksi 94. Messierin muistiinpanoista: “` Nebula ilman tähtiä, sydämen yläpuolella Charles [alfa Canum Venaticorum] tähden nro. 8, metsästyskoirien [Canes Venatici] kuudennen suuruinen, Flamsteed: n mukaan: Keskellä se on loistava ja sumumaus [on] vähän hajaantunut. Se muistuttaa sumua, joka on Lepusnro, nro 79 alapuolella; mutta tämä on kauniimpi ja kirkkaampi: M. Mechain on löytänyt tämän 22. maaliskuuta 1781 (välim. 2.5 ′) ”.
Vaikka suurin osa tarkkailijoista ja jotkut viiteoppaat viittaavat M94: ään kierretyn spiraaligalaksian (Sb) muodossa, kaikkien merkittävin piirre on kaksoisrengasrakenne - todisteet matalan ionisaation omaavasta ydinpäästöjohtialueen (LINER) galaktisesta ytimestä. Sisäinen ydin on tähtipuhkea rengas, jossa monet tähdet muodostuvat nopeasti ja käyvät läpi supernoovat hämmästyttävällä nopeudella. Näihin tähtimurskauksiin voi liittyä myös galaktisten suihkujen muodostuminen, kun aine putoaa keskimmäiseen mustaan reikään muodostaen resonanssikuvion. C. Munoz-Tunon sanoo: ”Kohouma ja sisempi tanko ajavat levyn kaasun liikettä, aiheuttaen sisäänpäin liikkeitä H II -renkaan ulkopuolella ja ulospäin suoraan sisäpuolelle, jolloin materiaalia kerääntyy tähtien muodostumiseen renkaassa. Keskimmäisessä osassa tanko ajaa kaasua kohti keskustaa, mikä selittää ytimen merkittävän määrän kaasua fossiilisen tähden puhkeamisesta huolimatta. Kirjallisuudessa esitetyt erikoiset liikkeet H II-renkaan ionisoidulle kaasulle viitaten voidaan ymmärtää laskeutuvana kaasuna, joka kohtaa H II-renkaan tähtipuhkeavien solmujen aiheuttamat iskuaallot ja nousee galaksilevyn yläpuolelle. Ytimestä ulospäin etenevän tähtien muodostumisen skenaariota, jota käytetään selittämään HI-renkaan ilmeisesti kasvavaa liikettä, ei tueta täysin, kun otetaan huomioon HI-renkaan sijainnin vertailu FUV-renkaan sijaintiin. FUV-renkaan huiput ovat noin 45 ″ -48 ″, mikä saattaa osoittaa sisäänpäin etenevän tähden muodostumisskenaarion. "
Mutta asia on kiistanalainen. John Kormendyn ja Robert Kennicuttin työn mukaan on mahdollista, että näkemämme on yksinkertaisesti illuusio tähtipurskeesta, jonka aiheuttaa katselukulma. ”Universumi on siirtymävaiheessa. Varhaisina aikoina galaktista evoluutiota hallitsi hierarkkinen klusterointi ja sulautuminen, väkivaltaiset ja nopeat prosessit. Kaukaisessa tulevaisuudessa evoluutio on lähinnä maallista energian ja massan hidas uudelleenjärjestely, joka johtuu vuorovaikutuksista, joihin liittyy kollektiivisia ilmiöitä, kuten tankoja, soikeita levyjä, spiraalirakennetta ja kolmiakselisia tummia haloja. Molemmat prosessit ovat tärkeitä nyt. Tässä katsauksessa keskustellaan maallisesta sisäisestä evoluutiosta keskittyen yhteen tärkeään seuraukseen, tiheiden keskuskomponenttien muodostumiseen levygalakseihin, jotka näyttävät klassisilta, sulautumisen yhteydessä rakennetuilta pullistumilta, mutta jotka tehtiin hitaasti levykaasusta. Kutsumme näitä pseudobulgeja. ”
Riippumatta siitä, mikä aiheutti kaksoisrenkaan rakenteen ja alenevat pyörimiskäyrät - todellinen vastaus on silti vaikea. Kummallista kyllä, se, mitä ehdotettiin vuonna 2008, teki Messier 94: stä vielä salaperäisemmän ... tumman aineen puuttumisen.
Joten miksi tumman aineen tulisi olla asia? Se on helppoa. Tiedämme sen painovoimavaikutukset näkyvään aineeseen ja siten voimme selittää spiraaligalaktioiden tasaisten pyörimiskäyrien, puhumattakaan pimeästä aineesta on keskeinen rooli galaktien rakenteen muodostumisessa ja galaktien evoluutiossa. Olemme velkaa nämä havainnot Fritz Zwickylle, joka kertoi meille, että korkea massan ja valon suhde osoittaa pimeän aineen esiintymisen galakseissa - aivan kuten hän opetti meille, että pimeällä aineella on merkitys myös galaksiklusterissa. Dr. Zwickyn ajattelutapa oli radikaali siihen aikaan ... Mutta onko radikaaliselle ajattelulle vielä tilaa? Miksi ei?
Joanna Jalochan, Lukasz Bratekin ja Marek Kutscheran työn mukaan tavalliset valoisat tähdet ja kaasu muodostavat kaiken M94-materiaalin - ilman tilaa pimeälle aineelle. ”Edellisen osan lopussa olevien massafunktioiden ja kiertolakien vertailu osoittaa sen tosiasian, että mallit, joissa on tasainen massajakauma, ovat tehokkaampia kuin yleisesti käytetyt mallit, joissa oletetaan pallomainen halo. Ensin mainitut ovat paremmat ottaen huomioon sekä suuret pyörimisnopeudet että pienikokoiset pyörimiskäyrät, ja niissä on huomattavasti vähemmän ainemäärää kuin jälkimmäisissä (pyörimisen ja massan jakautumisen suhde levymallissa on erittäin herkkä a: n kaltevuuksille. kiertokäyrä). Levymallin käyttö on perusteltua galakseille, joiden kiertokäyrät rikkovat pallo-olosuhteita. Tämä on välttämätön (vaikkakaan ei riittävä) edellytys pallomaiselle massan jakautumiselle. Kierregalaksin NGC 4736 kierto voidaan ymmärtää täysin Newtonin fysiikan puitteissa. Olemme löytäneet galaksissa massajakauman, joka sopii täydellisesti sen korkean resoluution kiertokäyrään, yhtyy I-kaistaisen valoisuusjakauman kanssa, jolloin massan ja valon suhde matalalle 1,2 on tällä kaistalla kokonaismassalla 3,43 x 1010 M, ja on yhdenmukainen galaksin syrjäisissä osissa havaitun HI-määrän kanssa, jättämättä paljon tilaa (jos sellaista on) tummalle aineelle. Huomattavaa on, että olemme saavuttaneet tämän johdonmukaisuuden käyttämättä hypoteesia massiivisesta tummasta haloesta tai käyttämättä muokattuja painovoimia.
On olemassa luokka spiraal galakseja, jotka ovat samanlaisia kuin NGC 4736, joita ei hallitse pallomainen massajakauma suuremmilla säteillä. Tärkeintä on, että tällä alueella kiertokäyrät tulisi rekonstruoida tarkasti, jotta massajakaumaa ei yliarvioida. Tietylle pyörimiskäyrälle voidaan helposti määrittää, voidaanko pallomainen halo sallia suurilla säteillä tutkimalla pyörökäyrää vastaava Keplerian massafunktio (ns. Pallomaisuustesti). Käyttämällä täydentäviä tietoja massan jakautumisesta, riippumatta kiertokäyrästä, ylitimme levymallin raja-ongelman, että tietylle kiertokäyrälle massajakaumaa ei löytynyt yksilöllisesti, koska se oli riippuvainen kiertokäyrän mielivaltaisesta ekstrapoloinnista. .”
Lisää selitystä? Sitten siirrytään MOND - Modified Newtonian Dynamics -kohtaan, jossa Newtonin toisen dynamiikan lain (F = ma) modifikaatiota käytetään selittämään galaksien pyörimisongelma. Siinä todetaan yksinkertaisesti, että kiihtyvyys ei ole lineaarisesti verrannollinen voimaan pienillä arvoilla. Mutta toimiiko se täällä? Kuka tietää? Jacob Bekenstein sanoo: ”Milgromin modifioitu newtonin dynamiikan (MOND) paradigma voi ylpeillä monista onnistuneista ennusteista galaktisen dynamiikan suhteen; nämä tehdään olettamatta, että tummalla aineella on merkittävä rooli. MOND vaatii painovoiman poiketa Newtonin teoriasta ekstragalaktisessa tilassa, jossa dynaamiset kiihtyvyydet ovat pienet. Toistaiseksi MOND: n tukemiseksi ehdotetut relativistiset gravitaatioteoriat ovat joko törmäneet Newtonin jälkeisiin yleisen suhteellisuusteorian testeihin tai eivät ole toimittaneet merkittävää painovoimaobjektiivisuutta tai rikkoneet pyhitettyjä periaatteita esittämällä superluminaaleja skalaariaaltoja tai {a priori} -vektorikenttää. "
Joten seuraavan kerran kun olet tarkkailemassa galakseja, katso “Kissan silmän” galaksia. Jopa pieni kaukoputki paljastaa sen kirkkaan, kiistanalaisen ytimen ja viisaan muodon. Ja kiitos erinomaisille astrofotografeille, kuten Roth Ritter, voimme nähdä paljon enemmän ...
Kiitos Pohjois-galaktisen Roth Ritterille hänen uskomattoman työnsä jakamisesta!
