No hi ha cap rastre dels halos de matèria fosca

   Observacions de Fornax, segon cúmul de galàxies més proper a la Terra, no registren rastre d'un possible halo de partícules de matèria fosca, desafiant el model estàndard de cosmologia.

   Segons el model estàndard de cosmologia, la gran majoria de galàxies estan envoltades per un halo de partícules de matèria fosca. Aquest halo és invisible, però la seva massa exerceix una forta atracció gravitacional sobre les galàxies properes.

   Un nou estudi ha estat publicat a la revista Monthly Notices of the Royal Astronomical Society per un equip liderat per la Universitat de Bonn (Alemanya) i la Universitat de Saint Andrews (Escòcia).

   Les galàxies nanes són galàxies petites i tènues que generalment es poden trobar en cúmuls de galàxies o prop de galàxies més grans. A causa d'això, es podrien veure afectats pels efectes gravitatoris dels seus companys més grans.

   "Presentem una forma innovadora de provar el model estàndard basat en la quantitat de galàxies nanes que són pertorbades per les 'marees' gravitatòries de les galàxies properes més grans", va dir en un comunicat Elena Asencio, estudiant de doctorat de la Universitat de Bonn i autor principal del treball. Les marees sorgeixen quan la gravetat d'un cos atrau de manera diferent diferents parts d'un altre cos. Són similars a les marees a la Terra, que sorgeixen perquè la Lluna llença amb més força del costat de la Terra que mira cap a la Lluna.

   El cúmul de Fornax té una rica població de galàxies nanes. Observacions recents mostren que algunes d'aquestes nanes apareixen distorsionades, com si haguessin estat pertorbades per l'entorn del cúmul. " Aquestes pertorbacions a les nanes de Fornax no s'esperen d'acord amb el model estàndard ", va dir Pavel Kroupa, professor de la Universitat de Bonn i la Universitat Karlova de Praga. "Això és perquè, segons el model estàndard, els halos de matèria fosca d'aquests nans haurien de protegir-los en part de les marees generades pel cúmul".

   Els autors van analitzar el nivell esperat de pertorbació de les nanes, que depèn de les propietats internes i la distància al centre del cúmul gravitacionalment poderós. Les galàxies amb mides grans però masses estel·lars baixes i les galàxies properes al centre del cúmul es pertorben o destrueixen més fàcilment. Van comparar els resultats amb el nivell observat de pertorbació evident a partir de fotografies fetes pel VLT Survey Telescope de l'Observatori Europeu Austral.

   Elena Asencio diu que “la comparació va mostrar que, si es vol explicar les observacions en el model estàndard, les nanes de Fornax ja haurien d'estar destruïdes per la gravetat des del centre del cúmul fins i tot quan les marees que aixeca sobre una nana són seixanta-quatre vegades més febles que la pròpia gravetat de la nana". Això no només és contrari a la intuïció, va dir, sinó que també contradiu estudis previs, que van trobar que la força externa necessària per pertorbar una galàxia nana és aproximadament la mateixa que la pròpia gravetat de la nana.

   A partir d'això, els autors van concloure que, en el model estàndard, no és possible explicar les morfologies observades de les nanes de Fornax de manera autoconsistent. Van repetir l'anàlisi fent servir la dinàmica milgromiana (MOND). En lloc d'assumir halos de matèria fosca que envolten les galàxies, la teoria MOND proposa una correcció de la dinàmica newtoniana per la qual la gravetat experimenta un impuls al règim de baixes acceleracions.

   "No estàvem segurs que les galàxies nanes poguessin sobreviure a l'entorn extrem d'un cúmul de galàxies a MOND, a causa de l'absència de halos protectors de matèria fosca en aquest model", va dir el doctor Indranil Banik de la Universitat de St Andrews. "Però els nostres resultats mostren un notable acord entre les observacions i les expectatives de MOND per al nivell de pertorbació de les nanes de Fornax".