ほとんど見えない銀河が暗黒物質モデルに挑戦

IAC（Instituto de Astrofísica de Canarias）の研究者であるMireia Montesが率いる天体物理学者のグループが、これまでに記録された最大かつ最も分散した銀河を発見しました。 当該研究はジャーナルに掲載された。 天文学と天体物理学Gran Telescopio Canarias（GTC）およびGreen Bank Radiotelescope（GBT）から得られたデータを使用しました。

Nubeは、Institut de Astrofísica de Canarias（IAC）がLa Laguna大学（ULL）や他の機関と協力して率いる国際的な研究チームによって発見されたほとんど目に見えない矮小銀河です。

この名前は、グループに属する研究者の一人の5歳の娘が提案したもので、物体の拡散した姿に起因します。 その表面の明るさが薄すぎて、まるで幽霊になったかのように、空のこの部分に対する以前のいくつかの調査で目立たないように過ぎました。 その理由は、星が大きすぎる体積に広がり、「Nube」（スペイン語で「雲」）をほとんど検出できないからです。

新しく発見された銀河は、以前に知られている天体と区別される一連の特定の特性を持っています。 研究チームは、ヌーベは他の種類の矮小銀河よりも10倍薄くなりますが、同じ数の星を持つ他の天体よりも10倍広い矮小銀河と推定しています。 天文学を少し知っている人にとって、これが何を意味するのかを示すために、この銀河の大きさは銀河の3分の1です。 天の川しかし、ソマゼラン雲と同様の質量を持っています。

様々な望遠鏡を通じたヌベ銀河のイメージクレジット: SDSS/GTC/IAC

IACとULLの研究者であり、この記事の最初の著者であるMireia Montesは、「現在の私たちの知識では、そのような極端な特性を持つ銀河がどのように存在するのか理解できません」と説明しています。

長年にわたり、記事の2番目の著者であるIgnacio Trujilloは、SDSS画像に基づいて分析を進めてきました。スローンデジタルスカイアンケート）、Legado del IAC Stripe 82プロジェクトのフレームワークにある特定の空の彫刻。 データ修正の1つで、彼らは研究プロジェクトを確立するのに十分興味深いように見える薄暗いパッチを見つけました。

次のステップは、Gran Telescopio Canarias（GTC）の超深度多色画像を使用して、調査のこのパッチが一種のエラーではなく非常に分散したオブジェクトであることを確認することでした。 ヌーベの薄暗い距離なので正確な距離を測るのは難しい。 著者らは米国のグリーンバンク望遠鏡(GBT)で得た観測を利用してヌーベの距離を3億光年と推定した。 La PalmaのRoque de los Muchachos天文台のWHT（WHT）は、この通りが正しいことを示すのに役立ちます。 Ignacio Trujilloは、「銀河が近づくと、それは非常に奇妙なものであり、天体物理学に大きな挑戦になるでしょう」と述べました。

現在のダークマテリアルモデルのもう一つの課題は何ですか？

一般的な規則は、銀河の内部領域に星の密度がはるかに高く、この密度は中心から離れるにつれて急激に減少することです。 しかし、モンテス氏はNube氏は言う。 」

ヌベ銀河。 図は背景を生かすためにカラー画像と白黒画像を合成した図である。 ソース: GTC/Mireia Montes

Nubeは天文学者を戸惑いました。 プリマフェイシー、チームは、相互作用がない、または奇妙な属性に他の兆候がないと説明します。 宇宙論的なシミュレーションは、さまざまなシナリオに基づいていても、宇宙の「極端な」特性を再現することはできません。 「私たちは現在受け入れられている宇宙論的モデル、すなわち冷たい暗黒物質の実行可能な説明なしに残っています」とモンテスは説明します。

冷たい暗黒物質モデルは宇宙の大規模な構造を再現することができますが、Nubeの場合のような小規模なシナリオでは良い答えを与えることはできません。 私たちは、さまざまな理論モデルがどのようにそれを生成できないかを示しました。これは、これまで知られている最も極端なケースの1つです。 「この銀河と私たちが見つけることができる同様の銀河を通して、私たちは宇宙を理解するために新しいウィンドウを開くための追加の手がかりを見つけることができます」とモンテスは言います。

Ignacio Trujilloは、「魅力的な1つの可能性は、Nubeの特異な特性が、暗黒物質を構成する粒子の質量が非常に小さいことを私たちに示すことです」と述べた。 もしそうなら、この銀河の珍しい特性は量子物理学の特性を示すことになります。 しかし、銀河規模ではそうです。 「この仮説が確認されれば、最も小さな世界と最大の世界を統合する最も美しい自然の証拠の1つになるでしょう」と彼は結論付けました。

注: Mireia Montes, Ignacio Trujillo, Ananthan Karunakaran, Raúl Infante-Sainz, Kristine Spekkens, Giulia Golini, Michael Beasley, Maria Cebrián, Nushkia Chamba, Mauro D'Onofrioの「ソマゼラン銀河の質量を持つほぼ暗い銀河」、とJavier Román、2024年1月9日、 天文学と天体物理学。
DOI：10.1051/0004-6361/202347667