На около 13 милиона светлинни години в съзвездията Canes Venatici, има облак. Този, върху който се фокусираме, е Canes Venatici I, само малка част от Supercluster на Девата и просто се движи заедно с разширяването на Вселената. В него виждаме галактика, която се откроява от тълпата по много добра причина ... тя има много малко или никаква тъмна материя. Неговото име? Messier 94.
Когато много надареният Пиер Мешайн откри тази галактика на 22 март 1781 г., минаха два дни, преди Чарлс Месиер да има възможност да потвърди своето наблюдение и да го регистрира като обект 94. От бележките на Месиер: „Мъглявина без звезда, над сърцето на Чарлз [алфа Canum Venaticorum], на паралела на звездата не. 8, с шеста величина на ловните кучета [Canes Venatici], според Flamsteed: В центъра е блестящ, а мъглявината [е] малко дифузна. Прилича на мъглявината, която е под Лепус, № 79; но този е по-красив и по-ярък: М. Мечайн е открил този на 22 март 1781 г. (диам. 2,5 ') ».
Докато повечето наблюдатели и някои справочни ръководства отнасят М94 като преградена спирална галактика (Sb), забележимата особеност на всички е двойна пръстенна структура - доказателство за галактическо ядро с ниска йонизация на ядрената емисия (LINER). Вътрешното ядро е пръстен със звездно избухване, при което много звезди се образуват бързо и претърпяват свръхнови с изумителна скорост. Тези звездни изблици могат също да бъдат придружени от образуването на галактически струи, тъй като материята попада в централната черна дупка, образувайки резонансен модел. К. Мунос-Тунон казва: „Издутината и вътрешната лента задвижват движението на дисковия газ, предизвиквайки движения навътре извън Н II пръстена и навън точно вътре, като по този начин се натрупва материал, който да задейства образуването на звезда на пръстена. В централната част лентата задвижва газа към центъра, което обяснява значителното количество газ в ядрото, въпреки наличието на изкопаем звезден изриг. Особените движения, докладвани в литературата във връзка с йонизирания газ на Н II пръстена, могат да бъдат разбрани като падащ газ, срещащ ударните вълни, генерирани от звездни изблици на Н II пръстена и издигнати над диска на галактиката. Сценарият на формиране на звезди, разпространяващ се от ядрото навън, използван за обяснение на очевидното разширяващо се движение на HI пръстена, не е напълно подкрепен, в светлината на сравнение на местоположението на HI пръстена с този на FUV пръстена. FUV пръстенът достига пик около 45 at -48 ″, което може да сочи към сценарий за формиране на звезди, разпространяващ се навътре. "
Но, въпросът е спорен. Според работата на Джон Корменди и Робърт Кеникут е възможно това, което виждаме, да е просто илюзия за избухване на звезди, причинена от зрителния ни ъгъл. „Вселената е в преход. В ранните времена галактическата еволюция беше доминирана от йерархично групиране и сливане, процеси, които са бурни и бързи. В далечното бъдеще еволюцията ще бъде най-вече светското бавно пренареждане на енергия и маса, което се получава в резултат на взаимодействия, включващи колективни явления като пръти, овални дискове, спираловидна структура и триосни тъмни ореоли. И двата процеса са важни сега. Този преглед обсъжда вътрешната светска еволюция, като се съсредоточава върху едно важно следствие, натрупването на плътни централни компоненти в дискови галактики, които изглеждат като класически, изградени от сливания издутини, но които са направени бавно от дисковия газ. Ние наричаме тези псевдобули. "
Независимо от това, което е причинило двойната структура на пръстена и намаляващите криви на въртене - верният отговор все още е неуспешен. Странно е, че това беше предложено през 2008 г., което направи Месиер 94 още по-загадъчен ... липсата на тъмна материя.
И така, защо тъмната материя трябва да бъде „материя”? Това е лесно. Ние знаем гравитационното му въздействие върху видимата материя и по този начин можем да обясним плоските криви на въртене на спиралните галактики, да не говорим за тъмната материя има централна роля при формирането на структурата на галактиката и развитието на галактиката. Дължим тези констатации на Фриц Цвики, който ни каза, че високото съотношение маса / светлина показва наличието на тъмна материя в галактиките - точно както той ни научи, че тъмната материя също играе роля в галактическите клъстери. Мисленето на д-р Цвики беше радикално за онова време ... Но има ли още място за радикално мислене? Защо не?
Според работата на Джоана Джалоча, Лукаш Братек и Марек Куцхера, обикновени светещи звезди и газови сметки за целия материал в М94 - без място за тъмна материя. „Сравнението на функциите на масата и законите на въртене в края на предходния раздел илюстрира факта, че моделите с сплескани разпределения на масата са по-ефективни от често използваните модели, приемащи сферичен ореол. Първите са по-добри в отчитането както на високите скорости на въртене, така и на нискомащабната структура на кривите на въртене и със забележимо по-малко количество материя от втората (връзката между въртенето и разпределението на масата в дисковия модел е много чувствителна към градиентите на a крива на въртене). Използването на дисковия модел е оправдано за галактики с криви на въртене, нарушаващи условието на сферичност. Това е необходимо (макар и не достатъчно) условие за разпределение на сферичната маса. Въртенето на спиралната галактика NGC 4736 може да бъде напълно разбрано в рамките на Нютоновата физика. Ние открихме разпределение на масата в галактиката, което напълно се съгласува с кривата на въртене с висока разделителна способност, съгласува се с разпределението на светимост на I-лентата, което дава ниско съотношение маса-светлина от 1,2 в тази лента при обща маса 3,43 × 1010M, и е в съответствие с количеството HI, наблюдавано в отдалечените части на галактиката, което не оставя много място (ако има такова) за тъмна материя. Забележително е, че постигнахме тази последователност, без да се позоваваме на хипотезата за масивен тъмен ореол, нито да използваме модифицирани гравитации.
Съществува клас спирални галактики, подобен на NGC 4736, които не са доминирани от сферично разпределение на масата при по-големи радиуси. Най-важното е, че в този регион кривите на въртене трябва да бъдат реконструирани точно, за да не се надценява масовото разпределение. За дадена крива на въртене може лесно да се определи дали сферичен ореол може да бъде разрешен или не при големи радиуси, като се изследва функцията на кеплеровата маса, съответстваща на кривата на въртене (т.нар. Тест за сферичност). Използвайки допълваща информация за разпределението на масата, независима от кривата на въртене, преодоляхме проблема с прекъсването на дисковия модел, че за дадена крива на въртене масовото разпределение не може да бъде намерено еднозначно, тъй като зависи от произволната екстраполация на кривата на въртене . "
Повече обяснение? След това стъпка в MOND - Модифицирана нютонова динамика, където модификация на втория закон на динамиката на Нютон (F = ma) се използва за обяснение на проблема с въртенето на галактиката. Той просто заявява, че ускорението не е линейно пропорционално на силата при ниски стойности. Но дали ще работи тук? Кой знае? Казва Яков Бекенщайн: „Модифицираната нютонова динамика (MOND) парадигма на Milgrom може да се похвали с редица успешни прогнози относно динамиката на галактиката; те са направени без предположението, че тъмната материя играе значителна роля. MOND изисква гравитацията да се отклони от теорията на Нютон в екстрагалактичния режим, където динамичните ускорения са малки. Досега релативистките теории за гравитация, предложени за основа на MOND, или са се сблъскали с пост-нютоновите тестове с обща относителност, или не са успели да осигурят значително гравитационно лещиране, или са нарушили осветени принципи, като проявяват свръхлюбени скаларни вълни или {a priori} векторно поле. "
Затова следващия път, когато наблюдавате галактики, погледнете галактиката „Котешко око“. Дори малък телескоп ще разкрие светлото му, противоречиво ядро и мъгливата му форма. И благодарение на изключителни астрофотографи като Рот Ритер, ни е позволено да видим много повече ...
Благодарим ни на Рот Ритер от Northern Galactic за споделянето на невероятната му работа!
