MOND virial theorem applied to a galaxy cluster

Abstract

Large values for the mass-to-light ratio (ϒ) in self-gravitating systems is one of the most important evidences of dark matter. We propose a expression for the mass-to-light ratio in spherical systems using MOND. Results for the COMA cluster reveal that a modification of the gravity, as proposed by MOND, can reduce significantly this value.

Virial theorem in clusters of galaxies with MOND

“…One different method is the application of the virial theorem using the velocity dispersion of cluster members along the line of sight. A study of this kind has been carried out by Fabris & Velten (2009) for the Coma cluster, revealing, within Newtonian gravity a mass-to-light ratio M/L∼ 200 in solar units (in agreement with estimates based on different methods (Carlberg, Yee & Ellingson 1997)), whereas for MOND it is three times lower (still problematic for MOND). Instead of using optical surface brightness to trace the baryonic mass (and non-baryonic mass for Newtonian gravity), a derivation of baryonic mass calibrated with X-ray data would be more accurate.…”

“…However, this hydrostatic model has certain drawbacks which, according to some authors, may lead to important systematic errors of up to a factor 2 for the mass ( (Bartelmann & Steinmetz 1996;Balland & Blanchard 1997) (Sadat 1997, §4.2)). Fabris & Velten 2009). One different method is the application of the virial theorem using the velocity dispersion of cluster members along the line of sight.…”

Matéria escura, energia escura e a busca por uma nova teoria para a gravitação

“…Poderíamos também citar o efeito Shapiro (um atraso no tempo de viagem de sinais no sistema solar), a observação da queda do período orbital do pulsar binário de Hulse-Taylor, a própria verificação direta da existência das ondas gravitacionais e a recente imagem do buraco negro no centro da galáxia M87 como grandes triunfos da RG. 11 Assim, pode-se dizer que a RG é uma teoria confiável, robusta e capaz de descrever fenômenos gravitacionais assim como os observamos. Estaríamos então em uma situação de conforto, onde não há mais a necessidade de buscar um melhor entendimento da interação gravitacional?…”

“…Apesar de resolver parcialmente o problema da curva de rotação de galáxias, assim indicando que a matéria escura não seria necessária (veja, por exemplo [10] para uma discussão desse problema), a proposta MOND encontra alguns problemas. Talvez, o principal deles é que a constante a 0 não aparenta ter o caráter de uma constante universal, que possuiria um valor único para todos os sistemas astrofísicos [11,12].…”