dlapilota.pl
Niezwykła galaktyka bez ciemnej materii
Nowo odkryta galaktyka najprawdopodobniej nie ma też centralnej czarnej dziury, a jej gęstość jest tak niska, że widać przez nią inne galaktyki.
Do tej pory astronomowie uważali, że galaktyki i ciemna materia są praktycznie nierozłączne. Niewidzialna ciemna materia, która obejmuje 85 proc. materii Wszechświata to pewnego rodzaju rusztowanie, na którym galaktyki się tworzą. Z pomocą swojej grawitacji utrzymuje ona widzialną materię wewnątrz galaktyki.
„Uważaliśmy, że w każdej galaktyce występuje ciemna materia i że to dzięki niej galaktyki się formują - mówi prof. Pieter van Dokkum z Yale University w New Haven, współautor nowego odkrycia. - Niewidzialna, tajemnicza substancja jest dominującą częścią każdej galaktyki. Zatem znalezienie galaktyki bez niej to coś nieoczekiwanego. Stanowi ono wyzwanie dla standardowego sposobu myślenia o tym, jak galaktyki działają, pokazuje też, że ciemna materia jest realna: istnieje niezależnie od innych elementów galaktyk. Uzyskane wyniki pokazują też, że może istnieć więcej niż jeden sposób formowania się galaktyk”.
Unikatowa galaktyka oznaczona symbolem NGC 1052-DF2 zawiera co najwyżej jedną czterechsetną ilości ciemnej materii spodziewanej przez astronomów. Jest przy tym równie duża jak Droga Mleczna, ale zawiera tylko jedną dwusetną jej liczby gwiazd.
Ze względu na niską gęstość specjaliści określili ją jako galaktykę ultra-rozproszoną.
Przeprowadzone w 2015 r. badanie gromady galaktyk zwanej Gromadą Warkocza Bereniki (lub Gromadą Coma) pokazało, że obiekty o takiej małej gęstości występują zadziwiająco często. Jednak żadna z odkrytych dotychczas galaktyk tego typu nie była pozbawiona ciemnej materii.
Po odkryciu niezwykłej galaktyki z pomocą teleskopu Dragonfly Telephoto Array w Meksyku, badacze posłużyli się instrumentami w W.M. Keck Observatory, aby określić ruch 10 gigantycznych zgrupowań gwiazd w jej wnętrzu, zwanych gromadami kulistymi. Badanie to ujawniło, że poruszają się one z nietypowo niską prędkością - mniejszą niż 37 tys. km/h. Tymczasem w galaktykach z ciemną materią poruszają się one co najmniej trzy razy szybciej.
Pomiary te pozwoliły też na określenie masy galaktyki. „Jeśli istnieje w niej jakakolwiek ciemna materia, jest jej bardzo mało. Gwiazdy w tej galaktyce mogą stanowić całą jej masę i wydaje się, że nie ma już miejsca na ciemną materię” - wyjaśnia prof. van Dokkum.
Aby jeszcze dokładniej przyjrzeć się NGC 1052-DF2, badacze wykorzystali Teleskop Hubble'a i hawajskie Gemini Observatory. Obserwacje Gemini pokazały, że galaktyka praktycznie nie oddziałuje z innymi galaktykami, a Teleskop Hubble'a pomógł lepiej opisać zawarte w niej gromady kuliste i dokładniej zmierzyć jej odległość od Ziemi.
Orbitalny teleskop dostarczył też zdjęcia, które pokazały nietypowy wygląd obiektu. „Spędziłem godziny, po prostu patrząc na zdjęcie z Hubble'a. Jest to tak rzadkie, szczególnie dzisiaj, po tylu latach działania Teleskopu Hubble'a, kiedy trafiamy na coś, co każe nam powiedzieć +nigdy wcześniej tego nie widziałem+. Ten obiekt jest zadziwiający: gigantyczna plama, przez którą można patrzeć. Jest tak rozproszony, że widać przez niego znajdujące się za nim galaktyki. Dosłownie, to przezroczysta galaktyka” - opisuje swoje wrażenia prof. van Dokkum.
NGC 1052-DF2 nie ma też wyraźnego centralnego obszaru, spiralnych ramion ani dysku – typowych elementów galaktyki spiralnej. Jednak nie przypomina też galaktyki eliptycznej. Nie wykazuje także oznak obecności centralnej czarnej dziury.
Na podstawie barw gromad kulistych, badacze określili wiek zagadkowego obiektu na 10 mld lat. Okazało się jednocześnie, że nawet te gromady są nietypowe – mają dwa razy większe rozmiary niż w innych galaktykach.
„To tak, jakby z galaktyki ktoś wziął tylko gwiezdne halo i gromady kuliste i w jakiś sposób zapomniał o reszcie. Nie istnieje teoria, która przewidywałaby powstanie tego typu galaktyk. Stanowi ona całkowitą zagadkę – wszystko, co się z nią wiąże jest niezwykłe. Zupełnie nie wiadomo, jak mogło coś takiego powstać” - dziwi się prof. van Dokkum.
Naukowcy mają jednak kilka teorii na ten temat. Oddalona o 65 mln lat świetlnych NGC 1052-DF2 położona jest w grupie galaktyk, w której dominuje gigantyczna galaktyka spiralna NGC 1052. Wzrost tego olbrzyma mógł mieć jakiś wpływ na to, że w nowo odkrytej galaktyce brak ciemnej materii. Według innego pomysłu strumień gazu poruszającego się w kierunku gigantycznej NGC 1052 mógł się rozdzielić i utworzyć NGC 1052-DF2. Na razie są to jednak tylko spekulacje i nie wyjaśniają one wszystkich niezwykłych cech galaktyki.
Tymczasem badacze poszukują już kolejnych galaktyk pozbawionych ciemnej materii. Analizują w tym celu uzyskane z Teleskopu Hubble'a zdjęcia 23 innych rozproszonych galaktyk. Trzy z nich wydają się przypominać NGC 1052-DF2.
Więcej informacji na ten temat:
https://www.nasa.gov/feature/goddard/2018/dark-matter-goes-missing-in-oddball-galaxy/
Wideo na temat odkrycia:
https://www.youtube.com/watch?v=2y79N4W6In8
Zdjęcie galaktyki:
https://www.eurekalert.org/pub_releases/2018-03/nsfc-dmg032818.php
mat/ jjj/
Komentarze