Sekitar 13 juta tahun cahaya di rasi bintang Canes Venatici, ada awan. Yang kami fokuskan adalah Canes Venatici I, hanya sebagian kecil dari Virgo Supercluster dan hanya bergerak seiring dengan perluasan Semesta. Di dalamnya kita melihat sebuah galaksi yang menonjol dari kerumunan karena alasan yang sangat bagus ... memiliki sangat sedikit atau tidak ada materi gelap. Namanya? Messier 94.
Ketika Pierre Mechain yang sangat berbakat menemukan galaksi ini pada 22 Maret 1781, butuh dua hari sebelum Charles Messier memiliki kesempatan untuk mengonfirmasi pengamatannya dan membuat katalognya sebagai objek 94. Dari catatan Messier: "` Nebula tanpa bintang, di atas Jantung Charles [alpha Canum Venaticorum], pada paralel bintang no. 8, dari anjing keenam berkekuatan 6 [Canes Venatici], menurut Flamsteed: Di tengahnya itu brilian dan nebulositasnya agak menyebar. Itu menyerupai nebula di bawah Lepus, No. 79; tetapi yang ini lebih indah dan lebih cerah: M. Mechain telah menemukan yang ini pada 22 Maret 1781. (diam. 2.5 ′) ”.
Sementara sebagian besar pengamat dan beberapa panduan referensi menyebut M94 sebagai galaksi spiral berpalang (Sb), fitur penting dari semua adalah struktur cincin ganda - bukti dari inti jalur emisi rendah-ionisasi daerah garis emisi inti (LINER). Inti bagian dalam adalah cincin starburst, di mana banyak bintang terbentuk dengan cepat dan mengalami supernova dengan kecepatan yang menakjubkan. Starburst ini juga dapat disertai dengan pembentukan jet galaksi saat materi jatuh ke lubang hitam pusat membentuk pola resonansi. Kata C. Munoz-Tunon: "Tonjolan dan gerakan gas disk drive bar bagian dalam, menyebabkan gerakan ke dalam di luar cincin H II dan ke luar tepat di dalam, sehingga mengumpulkan material untuk memicu pembentukan bintang pada cincin. Di bagian tengah batang mendorong gas menuju pusat, yang menjelaskan jumlah substansial gas dalam nukleus terlepas dari keberadaan starburst fosil. Gerakan aneh yang dilaporkan dalam literatur sehubungan dengan gas terionisasi dari cincin H II dapat dipahami sebagai gas infall yang menghadapi gelombang kejut yang dihasilkan oleh simpul-simpul starburst pada cincin H II dan diangkat di atas piringan galaksi. Skenario pembentukan bintang yang merambat dari nukleus ke arah luar yang digunakan untuk menjelaskan gerakan perluasan cincin HI tampaknya tidak sepenuhnya didukung, mengingat perbandingan lokasi cincin HI dengan cincin FUV. Cincin FUV memuncak pada sekitar 45 ″ -48 ″, yang mungkin mengarah pada skenario pembentukan bintang yang merambat ke dalam. ”
Tapi, intinya bisa diperdebatkan. Menurut karya John Kormendy dan Robert Kennicutt, mungkin saja apa yang kita lihat hanyalah ilusi starburst yang disebabkan oleh sudut pandang kita. “Semesta sedang dalam masa transisi. Pada masa awal, evolusi galaksi didominasi oleh pengelompokan hierarki dan penggabungan, proses yang keras dan cepat. Di masa depan yang jauh, evolusi sebagian besar akan menjadi sekuler penataan ulang energi dan massa lambat yang dihasilkan dari interaksi yang melibatkan fenomena kolektif seperti batangan, piringan oval, struktur spiral, dan lingkaran cahaya triaksial gelap. Kedua proses itu penting sekarang. Ulasan ini membahas evolusi sekuler internal, berkonsentrasi pada satu konsekuensi penting, penumpukan komponen pusat padat dalam galaksi disk yang terlihat seperti klasik, tonjolan yang dibuat merger tetapi yang dibuat perlahan-lahan dari gas disk. Kami menyebutnya pseudobulges. "
Terlepas dari apa yang menyebabkan struktur cincin ganda dan kurva rotasi menurun - jawaban sebenarnya masih sulit dipahami. Anehnya apa yang diusulkan pada tahun 2008 yang membuat Messier 94 bahkan lebih misterius ... kurangnya materi gelap.
Jadi, mengapa dark matter “materi”? Itu mudah. Kita tahu efek gravitasinya pada materi terlihat dan dengan demikian kita dapat menjelaskan kurva rotasi datar galaksi spiral, belum lagi materi gelap memiliki peran sentral dalam pembentukan struktur galaksi dan evolusi galaksi. Kami berutang temuan ini kepada Fritz Zwicky yang mengatakan kepada kami bahwa rasio massa-ke-cahaya yang tinggi menunjukkan keberadaan materi gelap di galaksi - sama seperti ia mengajarkan kita bahwa materi gelap juga berperan dalam kluster galaksi. Garis pemikiran Dr. Zwicky adalah radikal untuk saat itu ... Tetapi apakah masih ada ruang untuk berpikir radikal? Kenapa tidak?
Menurut karya Joanna Jalocha, Lukasz Bratek dan Marek Kutschera, bintang bercahaya biasa dan gas mengisi semua material di M94 - tanpa ruang untuk materi gelap. “Perbandingan fungsi massa dan hukum rotasi di akhir bagian sebelumnya, menggambarkan fakta bahwa model dengan distribusi massa rata lebih efisien daripada model yang umum digunakan dengan asumsi lingkaran halo. Yang pertama lebih baik dalam akuntansi baik untuk kecepatan rotasi tinggi maupun untuk struktur skala rendah dari kurva rotasi dan dengan jumlah materi yang jauh lebih sedikit daripada yang terakhir (hubungan antara rotasi dan distribusi massa dalam model disk sangat sensitif untuk gradien suatu kurva rotasi). Penggunaan model disk dibenarkan untuk galaksi dengan kurva rotasi melanggar kondisi kebulatan. Ini adalah kondisi yang diperlukan (meskipun tidak cukup) untuk distribusi massa bola. Rotasi galaksi spiral NGC 4736 dapat sepenuhnya dipahami dalam kerangka fisika Newton. Kami telah menemukan distribusi massa di galaksi yang sangat sesuai dengan kurva rotasi beresolusi tinggi, setuju dengan distribusi luminositas I-band yang memberikan rasio massa-ke-cahaya 1,2 di band ini pada total massa 3,43 × 1010M, dan konsisten dengan jumlah HI yang diamati di bagian terpencil galaksi, sehingga tidak banyak ruang (jika ada) untuk materi gelap. Hebatnya, kami telah mencapai konsistensi ini tanpa menggunakan hipotesis halo gelap besar atau menggunakan gravitasi yang dimodifikasi.
Ada kelas galaksi spiral, mirip dengan NGC 4736, yang tidak didominasi oleh distribusi massa bola di jari-jari yang lebih besar. Yang paling penting, di wilayah ini kurva rotasi harus direkonstruksi secara akurat agar tidak melebih-lebihkan distribusi massa. Untuk kurva rotasi tertentu dapat dengan mudah ditentukan apakah lingkaran halo diperbolehkan pada jari-jari besar dengan memeriksa fungsi massa Keplerian yang sesuai dengan kurva rotasi (yang disebut uji kebulatan). Dengan menggunakan informasi komplementer dari distribusi massa, independen dari kurva rotasi, kami mengatasi masalah cutoff untuk model disk, bahwa untuk kurva rotasi tertentu, distribusi massa tidak dapat ditemukan secara unik karena tergantung pada ekstrapolasi sewenang-wenang dari kurva rotasi . "
Penjelasan lebih lanjut? Kemudian masuk ke MOND - Modifikasi dinamika Newton di mana modifikasi Hukum Kedua Dinamika Newton (F = ma) digunakan untuk menjelaskan masalah rotasi galaksi. Ini hanya menyatakan bahwa akselerasi tidak sebanding secara linear dengan gaya pada nilai yang rendah. Tetapi apakah ini akan berhasil di sini? Siapa tahu? Kata Jacob Bekenstein: “Paradigma newtonian dynamics (MOND) yang dimodifikasi dari Milgrom dapat membanggakan sejumlah prediksi yang berhasil mengenai dinamika galaksi; ini dibuat tanpa asumsi bahwa materi gelap memainkan peran penting. MOND membutuhkan gravitasi untuk menyimpang dari teori Newton dalam rezim ekstragalaktik di mana akselerasi dinamis kecil. Sejauh ini teori-teori gravitasi relativistik yang diusulkan untuk mendukung MOND telah berbenturan dengan tes-tes relativitas umum pasca-Newtonian, atau gagal memberikan pelensaan gravitasi yang signifikan, atau melanggar prinsip keramat dengan memamerkan gelombang skalar superluminal atau medan vektor {a priori}. ”
Jadi lain kali Anda keluar mengamati galaksi, lihatlah galaksi "Mata Kucing". Bahkan teleskop kecil akan mengungkap nukleusnya yang cerah, kontroversial, dan bentuknya yang kecil. Dan terima kasih kepada ahli astrofotografi luar biasa seperti Roth Ritter, kami diizinkan untuk melihat lebih banyak lagi ...
Terima kasih kami kepada Roth Ritter dari Northern Galactic karena telah membagikan karyanya yang luar biasa!
