Ongeveer 13 miljoen lichtjaar verwijderd in de sterrenbeelden Canes Venatici, is er een wolk. Degene waar we ons op richten is Canes Venatici I, slechts een klein deel van de Maagd Supercluster en beweegt gewoon mee met de uitdijing van het heelal. Daarin zien we een sterrenstelsel dat om een heel goede reden opvalt tussen de massa ... het heeft heel weinig of geen donkere materie. Zijn naam? Rommeliger 94.
Toen de zeer begaafde Pierre Mechain dit sterrenstelsel op 22 maart 1781 ontdekte, duurde het twee dagen voordat Charles Messier de kans kreeg om zijn waarneming te bevestigen en als object 94 te catalogiseren. Uit de aantekeningen van Messier: “` Nebula zonder ster, boven het Hart van Charles [alpha Canum Venaticorum], op de parallel van de ster nr. 8, van de zesde magnitude van de jachthonden [Canes Venatici], volgens Flamsteed: In het midden is het schitterend en de neveligheid [is] een beetje diffuus. Het lijkt op de nevel onder Lepus, nr. 79; maar deze is mooier en helderder: M. Mechain heeft deze op 22 maart 1781 ontdekt. (diam. 2,5 ′) ”.
Hoewel de meeste waarnemers en enkele referentiegidsen naar M94 verwijzen als een balkspiraalstelsel (Sb), is het opvallende kenmerk van alles een dubbele ringstructuur - bewijs van een galactische kernlijn met lage ionisatie van de nucleaire emissielijn (LINER). De binnenste kern is een starburst-ring, waar veel sterren zich snel vormen en met een verbazingwekkende snelheid supernovae ondergaan. Deze starbursts kunnen ook gepaard gaan met de vorming van galactische stralen als materie in het centrale zwarte gat valt en een resonantiepatroon vormt. C. Munoz-Tunon zegt: “De uitstulping en de binnenste staaf drijven schijfgasbewegingen aan, waardoor binnenwaartse bewegingen buiten de H II-ring en naar buiten net binnenin ontstaan, waardoor materiaal wordt geaccumuleerd om stervorming op de ring te veroorzaken. In het centrale deel drijft de balk het gas naar het midden, wat de aanzienlijke hoeveelheid gas in de kern verklaart, ondanks de aanwezigheid van een fossiele starburst. De bijzondere bewegingen die in de literatuur worden vermeld met betrekking tot het geïoniseerde gas van de H II-ring, kunnen worden opgevat als een instromend gas dat de schokgolven tegenkomt die worden opgewekt door de starburst-knopen op de H II-ring en boven de melkwegschijf worden opgetild. Het scenario van stervorming dat zich vanaf de kern voortplant en wordt gebruikt om de schijnbaar uitzettende beweging van de HI-ring te verklaren, wordt niet volledig ondersteund, in het licht van een vergelijking van de locatie van de HI-ring met die van de FUV-ring. De FUV-ring piekt op ongeveer 45 ″ -48 ″, wat zou kunnen wijzen op een naar binnen voortplantend scenario voor sterformatie. ”
Maar het punt is betwistbaar. Volgens het werk van John Kormendy en Robert Kennicutt is het mogelijk dat wat we zien gewoon een illusie van starburst is, veroorzaakt door onze kijkhoek. 'Het universum is in transitie. Vroeger werd de galactische evolutie gedomineerd door hiërarchische clustering en samensmelting, processen die gewelddadig en snel zijn. In de verre toekomst zal evolutie vooral seculier zijn door de langzame herschikking van energie en massa die het gevolg is van interacties waarbij collectieve fenomenen betrokken zijn, zoals staven, ovale schijven, spiraalvormige structuur en triaxiale donkere halo's. Beide processen zijn nu belangrijk. Deze review bespreekt interne seculiere evolutie, waarbij we ons concentreren op één belangrijk gevolg, de opeenhoping van dichte centrale componenten in schijfstelsels die eruit zien als klassieke, uit fusies opgebouwde uitstulpingen maar die langzaam uit schijfgas zijn gemaakt. We noemen dit pseudobulges. '
Ongeacht wat de dubbele ringstructuur en afnemende rotatiecurven veroorzaakte - het echte antwoord is nog steeds ongrijpbaar. Vreemd genoeg was het wat in 2008 werd voorgesteld wat Messier 94 nog mysterieuzer maakte ... het gebrek aan donkere materie.
Dus waarom zou donkere materie er toe doen? Dat is gemakkelijk. We kennen de zwaartekrachtseffecten op zichtbare materie en daardoor kunnen we de vlakke rotatiecurven van spiraalstelsels verklaren, om nog maar te zwijgen over het feit dat donkere materie een centrale rol speelt in de vorming van melkwegstructuren en de evolutie van sterrenstelsels. We zijn deze bevindingen te danken aan Fritz Zwicky, die ons vertelde dat een hoge massa-lichtverhouding de aanwezigheid van donkere materie in sterrenstelsels aangeeft - net zoals hij ons leerde dat donkere materie ook een rol speelt in clusters van sterrenstelsels. Dr. Zwicky's denkwijze was voor die tijd radicaal ... Maar is er nog ruimte voor radicaal denken? Waarom niet?
Volgens het werk van Joanna Jalocha, Lukasz Bratek en Marek Kutschera zijn gewone lichtgevende sterren en gas verantwoordelijk voor al het materiaal in M94 - zonder ruimte voor donkere materie. “De vergelijking van massafuncties en rotatiewetten aan het einde van de vorige paragraaf illustreert het feit dat de modellen met afgeplatte massadistributies efficiënter zijn dan de veelgebruikte modellen die uitgaan van sferische halo. De eerstgenoemde zijn beter in het in rekening brengen van zowel hoge rotatiesnelheden als van kleinschalige structuur van rotatiecurven en met merkbaar minder materie dan de laatste (de relatie tussen rotatie en massadistributie in het schijfmodel is zeer gevoelig voor gradiënten van een rotatiecurve). Het gebruik van het schijfmodel is gerechtvaardigd voor sterrenstelsels met rotatiecurven die de sfericiteitsvoorwaarde schenden. Dit is een noodzakelijke (maar niet voldoende) voorwaarde voor een bolvormige massadistributie. Rotatie van het spiraalstelsel NGC 4736 kan volledig worden begrepen in het kader van de Newtoniaanse fysica. We hebben een massaverdeling in het sterrenstelsel gevonden die perfect overeenkomt met de rotatiecurve met hoge resolutie, die overeenkomt met de I-band helderheidverdeling die een lage massa-lichtverhouding van 1,2 geeft in deze band bij een totale massa van 3,43 × 1010M, en is consistent met de hoeveelheid HI die wordt waargenomen in de afgelegen delen van de melkweg, waardoor er niet veel ruimte (indien aanwezig) overblijft voor donkere materie. Het is opmerkelijk dat we deze consistentie hebben bereikt zonder de hypothese van een massieve donkere halo in te roepen of gemodificeerde zwaartekrachten te gebruiken.
Er bestaat een klasse van spiraalstelsels, vergelijkbaar met NGC 4736, die niet worden gedomineerd door bolvormige massaverdeling bij grotere radii. Het belangrijkste is dat in dit gebied rotatiecurven nauwkeurig moeten worden gereconstrueerd om de massadistributie niet te overschatten. Voor een gegeven rotatiecurve kan eenvoudig worden bepaald of een bolvormige halo al dan niet is toegestaan bij grote radii door de Kepleriaanse massafunctie te onderzoeken die overeenkomt met de rotatiecurve (de zogenaamde sfericiteitstest). Door gebruik te maken van complementaire informatie over massaverdeling, onafhankelijk van rotatiecurve, hebben we het afsnijprobleem voor het schijfmodel overwonnen, dat voor een gegeven rotatiecurve een massaverdeling niet uniek kon worden gevonden omdat deze afhankelijk was van de willekeurige extrapolatie van de rotatiecurve . '
Meer uitleg? Stap dan in MOND - Modified Newtonian dynamics waarbij een wijziging van Newton's Second Law of Dynamics (F = ma) wordt gebruikt om het rotatieprobleem van de melkwegstelsels te verklaren. Het stelt simpelweg dat versnelling niet lineair evenredig is met kracht bij lage waarden. Maar werkt het hier? Wie weet? Jacob Bekenstein zegt: “Het gemodificeerde newtoniaanse dynamica (MOND) paradigma van Milgrom kan bogen op een aantal succesvolle voorspellingen met betrekking tot galactische dynamica; deze zijn gemaakt zonder de aanname dat donkere materie een belangrijke rol speelt. MOND vereist dat zwaartekracht afwijkt van de Newtoniaanse theorie in het extragalactische regime waar dynamische versnellingen klein zijn. Tot dusverre zijn relativistische gravitatietheorieën die zijn voorgesteld om MOND te ondersteunen, in strijd geweest met de post-Newtoniaanse tests van algemene relativiteit, of hebben ze geen significante gravitatielensing opgeleverd, of schonden ze heilige principes door superluminale scalaire golven of een {a priori} vectorveld te vertonen. "
Dus kijk de volgende keer dat je sterrenstelsels observeert naar de 'Cat's Eye'-Melkweg. Zelfs een kleine telescoop zal zijn heldere, controversiële kern en piekerige vorm onthullen. En dankzij uitstekende astrofotografen zoals Roth Ritter mogen we nog veel meer zien ...
Onze dank gaat uit naar Roth Ritter van Northern Galactic voor het delen van zijn ongelooflijke werk!
