Kısa yanıt "Evet, uydu galaksilerin yörüngeleri kesinlikle karanlık maddenin (veya isterseniz MOND gibi bir şeyin) etkisini gösteriyor." Yerel Grup dışındaki galaksiler için, radyal hızlarını yalnızca Doppler kaymalarından ölçebilirsiniz (yani, galaksiye bakış açımız boyunca hızlar), ancak yine de bazı merkezi galaksi etrafındaki uydular için bu hızların dağılımına bakabilir ve çalışabilirsiniz. uyduların bağlı kalması için gereken yaklaşık kütle miktarını dışarı çıkarın - ve bu nedenle karanlık maddeye ihtiyacınız var. (Karanlık maddenin 1930'larda geriye giden ilk ipuçları, bunun daha büyük ölçekli bir versiyonundan geliyordu: Zwicky ve diğerleri, galaksi kümelerindeki galaksilerin radyal hızlarını ölçtüler ve bunların görünen kütlesiyle açıklanamayacak kadar yüksek olduklarını buldular. Kümelerdeki galaksiler. [*])

Kendi galaksimizin uyduları için, son yirmi beş yıl içinde, uygun hareketleri ölçmek mümkün hale geldi (gökyüzündeki hareketler, dikey görüş hattına kadar) ve radyal hızları ve böylece gerçek 3B uzay hızlarını ölçebiliriz. Bu makale Fritz ve ark. (2020) Samanyolu'nun karanlık madde halesinin kütlesini tahmin etmek için 45 uydu galaksinin Gaia gözlemlerinden uygun hareketleri kullanıyor. Bunu, diğer ölçümlerle tutarlı olarak 1,5 \ times 10 ^ {12} M _ {\ odot} $ buluyorlar. [**] (Durumun aksine Bir diskte yörüngede dönen gaz bulutlarının ölçümleri için - sarmal galaksilerdeki karanlık maddeyi gösteren orijinal veriler - uyduların yörüngelerinin dairesel olduğunu varsayamazsınız, bu nedenle ilgili hesaplamalar daha karmaşıktır, ancak yine de kabaca aynı cevapları verirler. .)

[*] X-ışını uyduları ile yapılan sonraki gözlemler, gökada kümelerinin, çok sıcak, seyreltik, X-ışını yayan, gökadalar arasında önemli miktarda normal baryonik madde içerdiğini göstermiştir. gaz. Ancak, bunu galaksilerdeki yıldız kütlesine ekleseniz bile, kümede hala radyal hızları açıklamak için yeterli kütleye sahip değilsiniz.

[**] Bu değer bir ile karşılaştırılabilir. Samanyolu için yaklaşık 5 $ \ times 10 ^ {10} M _ {\ odot} $ baryonik kütle, artı belki başka bir $ 1 \ times 10 ^ {10} M _ {\ odot} $ gaz biçiminde.

Sorunuzu "uydu galaksiler genel olarak karanlık maddenin etkisini gösteriyor mu ... yani karanlık madde VAR MI?" ile birleştirdim, ama sanırım alt kısımda yörüngeler ve hız dağılımı ile ilgili sorunuzu yanıtladım.

Gelgit cüce galaksilerinin (TDG'ler) genellikle karanlık maddeden yoksun olduğu gözlemlenir. TDG'ler, tipik olarak karanlık maddenin egemen olduğu ve muhtemelen ilkel kökenli olan ve kendi karanlık madde halolarında oluştukları ve bir TDG'den farklı evrim geçmişlerine sahip oldukları düşünülen "düzenli" cüce galaksilerden farklıdır.

TDG'ler galaksi çarpışmaları / etkileşimleri yoluyla oluşurlar ve bu süreç boyunca karanlık maddeyi biriktirmezler. Ana galaksinin halesindeki karanlık madde, toplanamayacak kadar dinamik olarak sıcaktır ve yalnızca baryonlar toplanır. Bu sonuç, karanlık madde paradigmasına uyuyor (MOND'ye özgü değildir, ancak onu dışlamaz) çünkü bu galaksiler başlangıçta ilkel DEĞİLDİR. Lambda-CDM'ye (soğuk karanlık madde) meydan okuyan ve MOND'yi destekleyen şey aşağıdaki gibidir:

Dolayısıyla, Lambda-CDM'nin uydu sistemleri için izotropik dağılımları ve rastgele kinematiği tahmin ettiğini biliyoruz, ancak bunu gözlemlemiyoruz. Bunun yerine, cüce uydu galaksilerin, muhtemelen ana galaksi ile birlikte dönen bir diskte veya düzlemde var olduğunu görüyoruz. Bunun Samanyolu, Andromeda ve Erboğa A'da gerçekleştiğini görüyoruz. TDG'ler bu bulmacaya uyuyor çünkü uydu galaksiler başlangıçta TDG'ler olsaydı, faz-uzay tutarlılığı daha mantıklı olabilir. Muller ve ark. 2018, kinematik verilere sahip 16 uydunun 14'ü, uzamsal dağılımlarının uzun ekseniyle hizalanmış tutarlı bir hız modelini takip ediyor.

Uydu galaksiler ve onların devasa ev sahibi galaksiler hakkında sahip olduğumuz verilerle, cüce uydu galaksileri (LCDM'nin açıklamadığı kayıp uydu problemi olarak bilinir) göremediğimizi söylemek giderek zorlaşıyor. Görünüşe göre uydu galaksilerin hale benzeri dağılımını öngören simülasyonların bazı ciddi kusurları var. Belki de açıklanmayan bir şey vardır veya karanlık madde fikri yanlıştır. Her durumda, uyduların dağılımlarını tahmin edebilmek bir sorun olmaya devam ediyor.

Çoğu gökbilimci hala LCDM'ye "oy veriyor" çünkü bugün gördüğümüz büyük yapıyı ve yerçekimi kütlesini açıklamak için karanlık madde "gerekli". yoğunluk baryon yoğunluğunu aşıyor. Sorun şu ki, karanlık maddenin ne olduğunu hala bilmiyoruz ve seçeneklerimiz tükeniyor. Daha fazla veriye sahip olana kadar şahsen agnostikim.

MOND, konağın dış alanı cüce uydunun iç alanını aştığında hız dağılımının Newton rejiminden farklı olacağını öngörüyor (dış alan baskın yarı Newton rejimi). Uydu galaksilerin hız dağılımlarında Newton dinamikleri ile MOND arasında güvenle ayrım yapmak, şu anda pek olası olmayan olağanüstü yüksek doğruluk gerektirir. Daha fazla ayrıntı ve denklemler için http://astroweb.case.edu/ssm/mond/EFE.html sayfasına bakın.