「暗黒物質の存在しない銀河の謎」を研究者が解明

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2018年、本来なら存在するはずの暗黒物質が存在しない銀河が報告され、「銀河がどう作られたのかを問う必要がある」として大きな話題となりました。そして新たに、この謎を解明したとする論文を研究者が発表しています。

distance of 13 Mpc resolves the claimed anomalies of the galaxy lacking dark matter | Monthly Notices of the Royal Astronomical Society | Oxford Academic
https://academic.oup.com/mnras/article-abstract/486/1/1192/5380810

Researchers solve mystery of the galaxy with no dark matter
https://phys.org/news/2019-06-mystery-galaxy-dark.html

2018年3月、くじら座の方向に地球から約6500万光年離れたところにある「NGC 1052–DF2」と呼ばれる銀河に「暗黒物質が存在しない」ことが報告され、大きな話題となりました。

暗黒物質の存在しない銀河が報告される - GIGAZINE

通常、銀河には「実際に観察できるよりも天体の質量が大きいようにしか思えない」という現象が存在し、この現象を説明するために「質量エネルギーのみを持つ暗黒物質が存在するという仮説」や力学の法則を修正する修正ニュートン力学(MOND)が用いられてきました。暗黒物質の存在しない銀河の何が問題なのかというと、暗黒物質は銀河の形成を説明する要素でもあるため、暗黒物質が存在しないとなると「銀河がどう作られたのか？」という大前提から考え直す必要が出てくるのです。

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多くの研究者はこの報告に対し、「暗黒物質が存在しない銀河が発見されたからといって、暗黒物質の存在が否定されるわけではない」という見方を示しました。一方で、報告ではNGC 1052–DF2の回転速度を銀河にある10個の物質から割り出していますが、銀河の速度を計測するのに10個の物質では不十分だという指摘もありました。

そして、2019年5月、新たにカナリア天体物理研究所(IAC)の研究者は、入念な観察によってこの問題を解決したとする論文を王立天文学会月報で発表しました。IACの研究者によると、問題は地球からNGC 1052–DF2までの距離の測定が誤っていたことにあったそうです。2018年に発表された論文では銀河までの距離が約6500万光年だとされていましたが、研究者が新たに5つの独立した方法で測定したところ、距離は約4200万光年であると結論付けられました。

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2018年の論文は、約6500万光年という距離に依拠した「異常な」パラメーターを用いていたために誤った結論が出されており、研究者が新たに「正常な」パラメーターを使用したところ、NGC 1052–DF2にも他の銀河と同様の特徴が見られるようになったそうです。

新たに計算されたNGC 1052–DF2の銀河の総量は2018年に算出された質量の約半分であり、星の質量は前回算出された値の4分の1でした。これは、総量のうち多くを暗黒物質が占めているということを示唆するもの。今回の発表によって、地球から遠く離れたところにある物質との距離を算出するのがいかに難しく、重要であるかが示されたといえます。