การค้นพบครั้งก่อนทำเงินได้มหาศาลซึ่งบ่งชี้ว่าดาราจักรไกลโพ้นไม่มีสิ่งที่มองไม่เห็นกาแล็กซีอันไกลโพ้นเต็มไปด้วยสสารมืด ดาวฤกษ์ที่อยู่นอกสุดใน Cosmic Seagull ซึ่งอยู่ห่างออกไป 11.3 พันล้านปีแสง แข่งกันเร็วเกินไปที่จะขับเคลื่อนโดยแรงโน้มถ่วงของก๊าซและดาวฤกษ์ในดาราจักรเพียงลำพัง แต่พวกมันเคลื่อนไหวราวกับว่าถูกกระตุ้นโดยพลังที่มองไม่เห็นซึ่งบ่งชี้การมีอยู่ของสสารมืดนักดาราศาสตร์ฟิสิกส์ Verónica Motta จากมหาวิทยาลัย Valparaíso ในชิลีและเพื่อนร่วมงานรายงานวันที่ 8 สิงหาคมที่ arXiv.org
“ในจักรวาลใกล้ ๆ ของเรา คุณเห็นรัศมีของสสารมืดรอบๆ ดาราจักรอย่างเรา”
Motta กล่าว “ดังนั้นเราควรคาดหวังว่าในอดีตจะมีรัศมีนั้นอยู่ที่นั่นด้วย” Motta และเพื่อนร่วมงานของเธอใช้กล้องโทรทรรศน์วิทยุที่ Atacama Large Millimeter/submillimeter Array (ALMA) เพื่อวัดความเร็วของก๊าซทั่วดิสก์ของ Cosmic Seagull จากจุดศูนย์กลางออกไปประมาณ 9,800 ปีแสง พวกเขาพบว่าดาวของดาราจักรนั้นเร็วขึ้นเมื่ออยู่ห่างจากใจกลางดาราจักรมากขึ้น
นั่นเป็นการตั้งค่าที่แปลกสำหรับวัตถุที่โคจรอยู่ส่วนใหญ่ ตัวอย่างเช่น เมื่อดาวเคราะห์โคจรรอบดาวฤกษ์ ดาวเคราะห์ที่อยู่ห่างไกลที่สุดจะเคลื่อนที่ช้าที่สุด แต่สามารถอธิบายได้หากกาแล็กซีอันไกลโพ้นถูกครอบงำด้วยสสารมืดที่เร่งความเร็วของสิ่งต่างๆ การวัดทางช้างเผือกและดาราจักรข้างเคียงที่คล้ายกันทำให้เป็นสัญญาณแรกๆ ที่อาจมีสสารมืด แม้ว่านักฟิสิกส์ยังคงพยายามตรวจหาอนุภาคที่เสนอโดยตรง (SN: 2/4/17, p. 15 )
การค้นพบของทีมของเธอขัดแย้งกับการกล่าวอ้างเมื่อไม่นานนี้ว่าดาราจักรที่อยู่ห่างไกลเช่นนี้ขาดสสารมืดอย่างผิดปกติ แนวคิดดังกล่าวมาจากการศึกษาในปี 2560 โดยนักดาราศาสตร์ Reinhard Genzel จากสถาบัน Max Planck สำหรับฟิสิกส์นอกโลกในเมือง Garching ประเทศเยอรมนีและเพื่อนร่วมงานของเขาซึ่งพบว่ากาแลคซีที่อยู่ห่างไกลมากกว่า 100 แห่งจะเก็บดาวที่ช้ากว่าไว้ที่ขอบและดาวที่เร็วกว่าเข้ามาใกล้ไม่ต้องการสสารมืด (SN: 4/15/17, p. 10) .
“ในแวดวงดาราศาสตร์ฟิสิกส์ ผลลัพธ์ [Genzel] ได้รับการพิจารณาด้วยความตื่นเต้นและความสงสัย” Richard Ellis นักจักรวาลวิทยาแห่ง University College London ซึ่งไม่ได้เกี่ยวข้องกับงานทั้งสองกล่าว “มันสมเหตุสมผลมากสำหรับคนอื่นๆ ที่จะสำรวจกาแลคซี่ที่ [ระยะทาง] เหล่านี้ด้วยวิธีต่างๆ กัน”
Motta และเพื่อนร่วมงานของเธอสามารถสำรวจสสารมืดในดาราจักรที่ห่างไกลที่สุดได้
ต้องขอบคุณซากรถไฟขนาดใหญ่ที่เรียกว่า Bullet Cluster ซึ่งทำหน้าที่เป็นกล้องโทรทรรศน์จักรวาลขนาดยักษ์ Cosmic Seagull อยู่เบื้องหลัง Bullet Cluster จากมุมมองของ Earth และมวลของกระจุกดาวจะบิดเบือนแสงของ Seagull ในปรากฏการณ์ที่เรียกว่าเลนส์โน้มถ่วง
การบิดเบือนนั้นทำให้กาแล็กซีรูปทรงดิสก์ได้รับชื่อ ภาพแรกทำให้ทีมของ Motta นึกถึงโลโก้นกนางนวลของเทศกาลดนตรียอดนิยมในเมือง Viña del Mar ประเทศชิลี แต่ยังทำให้กาแล็กซีดูขยายขึ้น 50 เท่า ซึ่งเป็นสถิติใหม่
“Motta et al มีข้อมูลที่ยอดเยี่ยม” แต่การสังเกตของพวกเขามี จำกัด เอลลิสเขียนไว้ในอีเมล ทีมงานได้พิจารณากาแล็กซีเพียงแห่งเดียว และดาราจักรนั้นเล็กกว่ามากและมีมวลน้อยกว่าดาราจักรที่ดูเหมือนสั้นมาก นอกจากนี้ การสังเกตการณ์ไม่ได้ครอบคลุมทั้งจานดาราจักร ดังนั้นดวงดาวอาจออกไปช้ากว่าที่ทีมจะมองเห็น
มอตตาเห็นด้วยว่าการชะลอตัวในระยะไกลเป็นไปได้ แม้ว่าการสังเกตการณ์ของเธอจะครอบคลุมส่วนเดียวกันของดิสก์ของดาราจักรเช่นเดียวกับการศึกษาดาราจักรที่ดูเหมือนสว่างในสสารมืด
“เราอยู่ในจุดที่มองเห็นจุดเปลี่ยนโดยคร่าวๆ” จากดาวที่เร็วไปช้า หากมีอยู่ เธอกล่าว “แต่เราต้องขยายการศึกษาเพื่อให้ได้สิ่งนั้น” ทีมของเธอได้รับเวลามากขึ้นกับ ALMA ในปีหน้าเพื่อค้นหาต่อไป
ใกล้จะเสร็จสมบูรณ์แต่มีขอบเขตน้อยกว่า การสำรวจ Galaxy Redshift 2dF (2 องศา) มีวัตถุประสงค์เพื่อวัดระยะทางไปยังกาแลคซีประมาณ 250,000 แห่งและควาซาร์ 50,000 แห่งที่นักดาราศาสตร์ได้ถ่ายภาพไว้แล้ว การใช้กล้องโทรทรรศน์แองโกล-ออสเตรเลียบนภูเขาซิดิงสปริงในออสเตรเลีย การสำรวจตรวจสอบวัตถุในท้องฟ้าขนาดใหญ่สองแห่งที่ขั้วดาราจักรเหนือและใต้ มีกำหนดจะแล้วเสร็จในปี 2544 และได้วัดระยะทางถึง 75,000 กาแล็กซีแล้ว
หากไม่มีการสำรวจ นักทฤษฎี Nicholas Kaiser จากมหาวิทยาลัยฮาวายที่ Manoa ในโฮโนลูลูกล่าว จะไม่มีการสังเกตใดๆ ทั้งสิ้น เขาตั้งข้อสังเกตว่าการสำรวจสำมะโนมหึมาแห่งสวรรค์นี้เป็นวิธีการใหม่ในการทำวิทยาศาสตร์
