Här är översättningen: > Strange observations of galaxies challenge ideas about dark matter

Förbryllande observationer av avlägsna galaxer utmanar kosmologers dominerande idéer om universum, vilket potentiellt leder till slutsatsen att den märkliga substansen kallad mörk materia inte existerar.

Det är en möjlig slutsats från en ny studie publicerad den 20 juni i The Astrophysical Journal Letters. Resultatet "väcker frågor av en extraordinärt grundläggande natur," säger Richard Brent Tully, en astronom vid University of Hawaii i Manoa som inte var involverad i arbetet.

Astronomer misstänker att mörk materia existerar på grund av sättet som stjärnor och annat synligt material vid en galax synliga kant roterar. Rotationshastigheterna hos objekt långt från en galaktisk centrum är mycket högre än de borde vara med tanke på mängden ljusstark materia som ses i teleskop. Under fysikernas nuvarande förståelse av gravitation innebär detta att ett massivt lager av osynlig materia måste dra i dessa stjärnor.

De nya resultaten bygger på det faktum att massiva objekt förvränger rummets och tidens struktur. Galaxer är gjorda av enorma mängder synliga stjärnor, gas och damm, samt — enligt teorin — en enorm halo av osynlig mörk materia. Detta innebär att ljus kommer att böjas och förvrängas när det färdas förbi en galax, en effekt känd som gravitationslinsning.

Med denna kunskap bestämde sig astronomen Tobias Mistele vid Case Western Reserve University i Cleveland och kollegor för att leta efter tecken på gravitationslinsning runt flera galaxer som ett sätt att undersöka galaksernas innehåll. Teamet tittade på en katalog av ungefär 130 000 galaxer avbildade av VLT Survey Telescope vid European Southern Observatorys Paranal Observatory i Chile, och letade efter avslöjande streck som indikerade närvaron av mer avlägsna galaxer vars ljus hade böjts och förvrängts av de mellanliggande objekten.

Mängden linsning ger en proxy för massan hos de föregrundsgalaxerna, inklusive både deras ljusstarka materia och, förmodligen, den mycket större mängden mörk materia som omger varje galax. Teamet beräknade sedan massan på olika avstånd från varje galax centrum och använde detta för att dra slutsatsen om hastigheten vid vilken en stjärna skulle kretsa på dessa avstånd.

Under den rådande kosmologimodellen, kallad Lambda CDM, klumpar sig mörk materia ihop till enorma klumpar i kosmos, och den gravitationella attraktionen från dessa klumpar drar in synlig materia som sedan formar en galax (SN: 4/4/24). Tidigare observationer har fastställt att dessa halo-liknande klumpar sträcker sig ut till åtminstone 300 000 ljusår från en galax centrum. Utanför denna kant borde stjärnornas rotationshastigheter börja sakta ner.

Men med hjälp av sin gravitationslinsningsdata beräknade Mistele och hans kollegor att en stjärna placerad en miljon ljusår från varje galax centrum, och potentiellt upp till 3 miljarder ljusår bort, fortfarande skulle rotera alldeles för snabbt med tanke på både den synliga och mörka materia som tros finnas i galaxen.

Betyder det att det finns ännu mer osynligt material än man tidigare trott? Kanske inte.

En rivaliserande teori till Lambda CDM, känd som modifierad newtonsk dynamik, eller MOND, gör sig helt av med konceptet mörk materia och föreslår istället att gravitationen beter sig annorlunda i galaktisk skala (SN: 3/28/18). Långt förespråkat av Mistes medförfattare Stacy McGaugh, också vid Case Western, förutsäger MOND specifikt de typer av observationer som upptäckts i studien.

Men Lambda CDM är inte nere för räkning än.

"Jag tycker att det är en verklig överdrift att säga att man kan göra sig av med mörk materia, eftersom bevislinjerna [för det] är så många," säger Bhuvnesh Jain, en kosmolog vid University of Pennsylvania.

Till exempel förklaras tillväxten av stora strukturer i universum sedan Big Bang mycket bättre av Lambda CDM än av MOND. Jain föreslår att det kanske finns ännu mer exotiska idéer i matematiska modeller av gravitation, inspirerade av den högre dimensionella tänkandet i strängteori, som skulle kunna förklara universums nuvarande storskaliga struktur. Vissa varianter av sådana idéer kan kanske förklara Mistes och hans kollegors data samtidigt som de reviderar mörk materias roll.

Observationer från European Space Agencys Euclid-satellit, som lanserades förra året, kommer snart att ge forskare mycket bättre data om gravitationslinsning, vilket potentiellt kan hjälpa till att reda ut vad som pågår med detta konstiga mysterium.