»Bizart«: Astronomer finder for første gang galakse næsten uden mørkt stof
Typisk har de mindste galakser mest mørkt stof, men overraskende nok har galaksen NGC1052–DF2 stort set ikke noget.
Galakse uden mørkt stof

Galaksen NGC1052–DF2 rummer stort set intet mørkt stof. (Foto: P. van Dokkum/R. Abraham/STScI)

Galaksen NGC1052–DF2 rummer stort set intet mørkt stof. (Foto: P. van Dokkum/R. Abraham/STScI)

Cirka 65 millioner lysår herfra findes en galakse, der ikke ligner nogen anden, astronomerne har observeret. Galaksen NGC1052–DF2 rummer tilsyneladende ikke noget mørkt stof – eller i hvert fald meget lidt af det.

Det er overraskende, fordi en galakse af den størrelse normalt rummer cirka 400 gange så meget masse i form af mørkt stof som masse i form af stjerner og gas.

Historien kort
  • Langt det meste af stoffet i galakser er mørkt, men det gælder ikke for galaksen NGC1052–DF2, der stort set ikke har noget mørkt stof.
  • Det er svært at forklare, hvordan sådan en galakse kan dannes. Måske er den opstået af stof spyet ud fra en kvasar i en nærliggende galakse.
  • Forskerne vil forsøge at finde flere galakser som NGC1052–DF2, så de kan blive klogere på, hvordan de dannes.

I universet er der generelt meget mere mørkt stof end det lysende, velkendte stof. Faktisk er der cirka fem gange så meget mørkt stof. Derfor kom det bag på astronomerne, at der åbenbart findes galakser stort set uden mørkt stof.

»Det er ret bizart«

Opdagelsen er gjort af astrofysikere fra Canada, USA og Tyskland, og den beskrives i en artikel i det videnskabelige tidsskrift Nature.

»Vi troede, at alle galakser bestod af stjerner, gas og mørkt stof på en måde, hvor det mørke stof altid dominerede,« siger professor Roberto Abraham fra University of Toronto i Canada i en pressemeddelelse fra universitetet.

»Nu ser det ud til, at der findes galakser med masser af stjerner og gas, men stort set uden mørkt stof. Det er ret bizart,« fortsætter professoren, der er medforfatter til den videnskabelige artikel.

Stjernerne står for massen

Forskerne kunne få en idé om den samlede masse af galaksens stjerner ved at måle mængden af lys fra dem. Desuden kunne de få et mål for den samlede masse af galaksen, med alt hvad den rummer af stjerner, planeter, gas og mørkt stof, ved at måle hastigheden for 10 kraftigt lysende stjernehobe i galaksen.

Stjernehob galakse mørkt stof masse

Forskerne kunne bestemme massen af galaksen ved at måle hastigheden af 10 stjernehobe i den. (Illustration: Gemini Observatory/NSF/AURA/Keck/J. Miller/J. Pollard)

Ud fra billeder fra det store W. M. Keck Observatorium på Hawaii og rumteleskopet Hubble kunne de regne ud, at stjernerne i NGC1052–DF2 har en masse, der svarer til cirka 200 millioner stjerner som Solen. Og det er næsten lige så meget som galaksens samlede masse, der blev målt til at være omkring 340 millioner solmasser.

Faktisk er det muligt, at der slet ikke er noget mørkt stof i galaksen.

»Målingerne er ganske overbevisende. Der er ikke brug for mørkt stof til at forklare stjernehobenes bevægelser,« fortæller Radek Wojtak, der er adjunkt på Dark Cosmology Centre (DARK) ved Niels Bohr Institutet på Københavns Universitet.

Han har ikke været involveret i det aktuelle studie, men forsker selv i galaksernes mørke stof.

Vind fra en kvasar

Opdagelsen viser, at det mørke stof og det stof, som vi kender, ikke altid følges ad. Astronomerne mener ellers, at det mørke stof generelt spiller en helt afgørende rolle for galaksernes dannelse.

Mørkt stof er usynligt

Mørkt stof er en form for stof, der ikke udsender nogen form for elektromagnetisk stråling, heller ikke lys. Derfor er det usynligt.

Når astronomerne alligevel er ret sikre på, at det findes derude, er det blandt andet fordi det mørke stof påvirker sine omgivelser gennem tyngdekraften. For eksempel får det stjernerne i galakserne til at bevæge sig på en anden måde, end det ville være tilfældet, hvis der kun var synligt stof.

»I den kosmologiske standardmodel kræver galakserne en høj koncentration af mørkt stof. Det mørke stof sørger for at samle det velkendte stof, så stjerner kan dannes. Så det er en udfordring at forklare, hvordan en galakse som NGC1052–DF2 uden mørkt stof kan opstå,« siger Radek Wojtak og fortsætter:

»Men man kan forestille sig, at galaksens stof engang er blevet kastet ud fra den store nabogalakse. Den har måske haft en aktiv galaksekerne drevet af et supermassivt, stort sort hul – en kvasar – hvorfra der er blevet udsendt strømme af stof.«

»Sådan en kvasar-vind kan være så kraftig, at den kan få stof til at samle sig, så der dannes stjerner. På den måde kan en lille galakse dannes uden mørkt stof. Men det er alt sammen meget spekulativt.«

Stor galakse med få stjerner

NGC1052–DF2 skiller sig ud fra mængden på andre måder, for den tilhører en særlig klasse af galakser, der kaldes ultra-diffuse.

Modstykket findes også

Galaksen Dragonfly 44, som blev fundet i 2016, består næsten udelukkende af mørkt stof – faktisk er cirka 99,99 procent af dens stof mørkt. Denne galakse hører også til de ultra-diffuse.

Det er galakser, der ikke rummer ret mange stjerner i forhold til en galakse som Mælkevejen, men som alligevel fylder ganske meget.

Mælkevejen har cirka 200 gange så mange stjerner som NGC1052–DF2, men de to galakser er omtrent lige store.

Nu vil forskerne forsøge at finde flere galakser som NGC1052–DF2, så de kan blive klogere på, hvad der kan være sket, siden den ikke rummer mørkt stof af betydning.

Ikke alle fysikere er overbeviste om eksistensen af mørkt stof. Her kunne man godt forestille sig, at fundet af en galakse uden mørkt stof ville være velkomment, men det er faktisk ikke tilfældet.

Sagen er den, at næsten alle galakser jo opfører sig som om, der er masser af mørkt stof i dem. Det har fysikere bag teorier som MOND (modified Newtonian dynamics) forklaret med, at Newtons tyngdelov skal modificeres, så målingerne kan komme til at passe.

Men en modificeret tyngdelov kan ikke både fungere for galakser, hvor stjerner og stjernehobe kredser hurtigt rundt, og på andre, hvor de kredser langsommere rundt, som det er tilfældet med NGC1052–DF2.

Man kan sige det på en anden måde:

Stjernehobenes bevægelser i denne galakse kan forklares med de gode gamle bevægelseslove, som de blev formuleret af Newton. Og hvis man modificerer Newtons love, er det svært at få tallene til at passe.

... Eller følg os på Facebook, Twitter eller Instagram.

Se den nyeste video fra Tjek

Tjek er en YouTube-kanal om videnskab, klima og sundhed henvendt til unge.

Indholdet på kanalen bliver produceret af Videnskab.dk's Center for Faglig Formidling med samme journalistiske arbejdsgange, som bliver anvendt på Videnskab.dk.


Videnskab.dk Podcast

Lyt til vores seneste podcast herunder eller via en podcast-app på din smartphone.