Čini se da ogromna galaksija nema tamne materije

Iako neprekidna nastojanja da se prouči ova misteriozna, nevidljiva masa nisu dala nikakve direktne dokaze, astrofizičari mogu da izmere njen uticaj posmatrajući oreole tamne materije, gravitaciona sočiva i efekat opšte relativnosti na strukture velikih razmera, piše Science Alert.

I onda nešto ovakvo naiđe: masivna galaksija koja izgleda ima malo ili nimalo tamne materije! Upravo to su primetili astronomi iz Astrofizičkog instituta Kanarskih Ostrva posmatrajući NGC 1277.

Ova lentikularna galaksija, koje se nalazi 240 miliona svetlosnih godina daleko u sazvežđu Persej, nekoliko puta je masivnija od Mlečnog puta.

To je prvi put da je proneđena neka masivna galaksija koja ne pokazuje znake tamne materije, što je ozbiljan izazov za naše trenutne kosmološke modele.

Prema standarnom modelu kosmologije – poznatom kao model lambda hladne tamne materije – tamna materija je igrala bitnu ulogu u formiranju i evoluciji kosmosa (i još igra).

U teoriji, ova nevidljiva masa postojala je ubrzo nakon Velikog praska i formirala oreole koji su privlačili neutralni vodonični gas u vrtložne diskove. Taj gas je uvlačen u gušće i gušće oblake, izazivajući formiranje prvih zvezda i galaksija.

Danas je tamna materija glavna komponenta svih masivnih galaksija i evidentna je putem njihovih rotacionih krivih, sočiva koja stvaraju i interakcija sa okolnim zvezdama i intergalaktičkom sredinom.

Međutim, kad su istraživači merili distribuciju mase NGC 1277, videli su samo distribuciju zvezde. Iz toga su zaključili da tamna materija ne bi mogla sačinjavati više od 5% mase galaksije u posmatranom radijusu – mada su njihove opservacije ukazivale da možda uopšte nema tamne materije.

Istraživači opisuju NGC 1277 kao prototip „drevne galaksije“, veoma retke klase koja nema interakciju sa susednim galaksijama. Smatra se da su takve galaksije ostaci ogromnih galaksija koje su se formirale ubrzo nakon Velikog praska.

Međutim, model lambda hladne tamne materije predviđa da bi tamna materija trebalo da čini barem 10% galaksija masivnih poput NGC 1277, sa maksimumom od 70% za ovaj poseban tip.

Postoje dva moguća objašnjenja za ovo neslaganje. Jedno je da je gravitaciona interakcija sa okolnom sredinom unutar grupe galaksija u kojoj se nalazi ova galaksija uklonila tamnu materiju. Drugo je da je tamna materija isterana iz sistema kad je galaksija formirana spajanjem protogalaktičkih fragmenata, što je dovelo do stvaranja drevne galaksije.

Međutim, nijedno od ovih objašnjenja nije potpuno zadovoljavajuće za istraživački tim.

Oni planiraju da u bliskoj budućnosti dalje izučavaju tu misteriju izvodeći opservacije pomoću teleskopa „Vilhelm Heršel“, koji se nalazi u opservatoriji „Roke de los Mučačos“ na ostrvu La Palma.

Ako merenja potvrde da NGC 1277 nema tamne materije, to bi moglo baciti ozbiljnu senku sumnje na alternativne teorije – kao što je modifikovana njutnovska dinamika (MOND).

Ove opservacije bi takođe mogle baciti izvesno svetlo na naročito ogromnu supermasivnu crnu rupu galaksije, otprilike 17 milijardi solarnih masa, ili 4.250 puta „Strelac A*“ (supermasivna crna rupa u centru Mlečnog puta).

Neki astronomi smatraju da bi crne rupe mogle biti izvor tamne materije, formirane kolapsom oreola tamne materije tokom ranog univerzuma. Postoji i misterija galaksija tamne materije, poput čudnog slučaja FAST J0139+4328, skoro potpuno sastavljenih od tamne materije.

Misije sledeće generacije kao što su kosmički teleskopi „Euklid“ i „Roman“ će takođe dati sveže uvide ispitujući ekspanziju kosmosa od Velikog praska. Te opservacije imaju za cilj merenje uticaja tamne materije (i tamne energije) u najvećim kosmičkim razmerama.

Rezultati ovih i drugih studija razrešiće kontinuiranu raspravu otkrivajući ili da misteriozna nevidljiva masa postoji ili da naše shvatanje gravitacije (po opštoj relativnosti) treba revidirati.

(Telegraf Nauka/Science Alert)