Tri od 12 galaksija u ovom kosmičkom nizu nemaju bitnu komponentu univerzuma

Astronomi su otkrili treću galaksiju bez tamne materije u neobičnom nizu od 12 patuljastih galaksija. Silovit sudar je verovatno uzrok.

U nizu od desetak malih galaksija, astronomi su otkrili malu, sablasnu galaksiju bez tamne materije. Retko otkriće daje dodatne dokaze da siloviti galaktički sudari mogu da odvoje ovu nevidljivu supstancu od vidljive materije.

Preporučujemo

Tamna materija funkcioniše kao kosmički lepak, akumulirajući se u „haloima” u kojima se formiraju galaksije. Čini oko 85% sveukupne materije u kosmosu, što znači da sve zvezde i drugi nebeski objekti koje vidimo predstavljaju samo mali deo mase univerzuma. Uprkos svojoj nevidljivoj prirodi, izgleda da je tamna materija bitna za objašnjenje kretanja zvezda oko galaktičkih centara.

Ipak, u studiji objavljenoj 16. juna u časopisu Astrophysical Journal, astronomi izveštavaju da bi patuljasta galaksija navana DF9 mogla biti lišena tamne materije, pridružujući se tako paru drugih patuljastih galaksija (DF2 i DF4) za koje se čini da nemaju tamnu materiju, a koje su ranije otkrivene u istom nizu sićušnih, prigušenih galaksija.

„Najčudniji aspekt jeste što ovo otkriće ukazuje da je čitav niz galaksija, uključujući DF2, DF4 i DF9, nastao zajedno u ekstremnom događaju koji je proizveo galaksije drugačije od svih ranije viđenih“, kažu autori studije sa Univerziteta Jejl. „Kao rezultat, one imaju sablastan izgled, sjajne klastere zvezda i odsustvo tamne materije”.

Da bi proučili DF9, istraživači su koristili spektrograf iz opservatorije Kek na Havajima. Ova patuljasta galaksija nalazi se u dugom nizu od slično malih, difuznih galaksija na polju NGC 1052, skoro 70 miliona svetlosnih godina od Zemlje.

Da bi izračunali masu galaksije DF9, istraživači su izmerili kretanje njenih zvezda analizirajući promene u njihovim talasnim dužinama. Analiza je otkrila da DF9 ima naznatnu masu od približno 100 miliona Sunčevih masa, što je u skladu sa njenom vidljivom masom u zvezdama. Da sadrži očekivanu količinu tamne materije, bila bi eksponencijalno teža, sa masom većom od 10 milijardi Sunčevih masa.

Kako je otkriveno tokom protekle decenije, izgleda da najmanje dve obližnje galaksije takođe nemaju tamnu materiju.

„Da su DF2, DF4 i DF9 jedine poznate galaksije, ne bi se moglo zaključiti da postoji potreba za tamnom materijom”, pišu istraživači. Ove tri galaksije ne pokazuju odstupanje na bazi mase na osnovu njihove vidljive i nevidljive materije. Njihova masa, određena gravitacionim kretanjem njihovih zvezda, poklapa se sa njihovom masom izmerenom na osnovu svetlosti koju te iste zvezde emituju.

Međutim, ovo je daleko od tipičnog za većinu osmotrenih galaksija, naročito onih najmanjih. Nasuprot intuiciji, patuljaste galaksije male mase poput ovih često imaju najveći udeo tamne materije. Pošto nisu tako masivne, one imaju manje „brzine bekstva“, što omogućava supernovama i drugim „povratnim mehanizmima”, poput intenzivnih vetrova crne rupe, da lakše izbace njihov gas. Ovo izbacivanje mase obično rezultira time da su haloi tamne materije oko galaksija 100 puta masivniji od svih zvezda patuljaste galaksije.

Nedostatak tamne materije povezan je sa žestokom prošlošću

Istraživači su uporedili ovaj niz patuljastih galaksija sa minijaturnom verzijom klastera Metak (skoro 4 milijarde svetlosnih godina od Zemlje). Sudar dva klastera galaksija koji je stvorio klaster Metak smatra se najenergičnijim poznatim događajem nakon Velikog praska, kažu astronomi, a to masivno spajanje odgovorno je za odvajanje gasa od njegove tamne materije.

Silovita spajanja galaksija su široko rasprostranjena u svemiru, što sugeriše da bi takve galaksije bez tamne materije takođe mogle biti uobičajenije širom kosmosa nego što se misli. Sudari džinovskih klastera, pak, mnogo su ređi nego sudari pojedinačnih galaksija.

Uočavanje DF9 i njenih linearno postavljenih suseda ipak zahteva i elemenat sreće. Sudari velikih brzina su u izvesnoj meri retki. DF9 je udaljena 67 miliona svetlosnih godina od Zemlje; na osnovu kosmoloških simulacija, očekuje se samo otprilike 7 sličnih sudara u okviru te udaljenosti.

Osim toga, nebeska tela su uvek u pokretu, tako da je pronalaženje galaksija lišenih tamne materije teško zbog drugih razloga. Na primer, one mogu postojati u gustim regionima, gde ih je teže videti kroz prašinu, gas i zvezdanu svetlost. Ili se mogu spojiti sa drugim galaksijama koje imaju tamnu materiju.

Neobično razdvajanje tamne i vidljive materije u galaksijama na polju NGC 1052 zahteva dalje istraživanje. Pronalazak preostalog gasa iz sudara dalo bi jasan dokaz da ovaj nerazgovetni niz galaksija potiče iz sudara.

Astronomi izvode dalja ispitivanja pomoću drugih opservatorija, uključujući novi instrument MOTHRA, najveći teleskop od sočiva, koji se gradi u Čileu. Sa nizom od 1.140 telefoto sočiva, njegova osetljivost će biti mnogo veća.

(Telegraf Nauka/Live Science)