Οι αστρονόμοι εντόπισαν έναν γαλαξία τόσο αμυδρό, που είναι σχεδόν αόρατος, σε μια ανακάλυψη που θα μπορούσε να βοηθήσει στην κατανόηση μιας από τις πιο αινιγματικές ουσίες του σύμπαντος.
Όπως μεταδίδει το αμερικανικό δίκτυο CNN, οι ερευνητές εντόπισαν τον Candidate Dark Galaxy-2, ή CDG-2, χρησιμοποιώντας το διαστημικό τηλεσκόπιο Hubble, εκτιμώντας ότι αποτελείται τουλάχιστον κατά 99,9% από σκοτεινή ύλη. Εάν η ανακάλυψή του επιβεβαιωθεί από περαιτέρω παρατηρήσεις, ο CDG-2 θα είναι ένας από τους γαλαξίες με τη μεγαλύτερη συγκέντρωση σκοτεινής ύλης που έχουν βρεθεί ποτέ.
Η σκοτεινή ύλη κυριαρχεί στο σύμπαν. Είναι πέντε φορές πιο άφθονη από την κανονική ύλη, από την οποία αποτελούνται όλα τα αστέρια, οι πλανήτες και όλα τα άλλα που μπορούμε να δούμε, αλλά είναι αόρατη και δεν έχει παρατηρηθεί ποτέ άμεσα.
Ωστόσο, η παρουσία της μπορεί να συναχθεί λόγω των βαρυτικών επιδράσεών της στην κανονική ύλη, καθώς η σκοτεινή ύλη είναι η κόλλα που κρατά το σύμπαν ενωμένο.
Οι περισσότεροι γαλαξίες, συμπεριλαμβανομένου και του δικού μας, κυριαρχούνται από σκοτεινή ύλη. Αλλά σε ορισμένες περιπτώσεις, η αναλογία σκοτεινής ύλης προς κανονική ύλη γίνεται τόσο ακραία που ένας γαλαξίας μένει με μόνο αραιά αστέρια, κάνοντάς τον να φαίνεται πολύ αμυδρός. Οι αστρονόμοι αποκαλούν αυτά τα σώματα «γαλαξίες χαμηλής επιφανειακής φωτεινότητας» και έχουν παρατηρήσει χιλιάδες από αυτά από την ανακάλυψη του πρώτου τους στη δεκαετία του 1980.
Το CDG-2, που απέχει περίπου 300 εκατομμύρια έτη φωτός από τη Γη, φαίνεται να είναι τόσο πλούσιος σε σκοτεινή ύλη που θα μπορούσε να ανήκει σε μια υποθετική υποομάδα γαλαξιών χαμηλής επιφανειακής φωτεινότητας που ονομάζονται «σκοτεινοί γαλαξίες», οι οποίοι πιστεύεται ότι περιέχουν λίγα ή καθόλου αστέρια.
«Οι γαλαξίες χαμηλής επιφανειακής φωτεινότητας είναι πολύ αμυδροί, αλλά εξακολουθεί να εκπέμπουν κάποιο φως», δήλωσε ο Dayi Li, μεταδιδακτορικός ερευνητής στατιστικής και αστροφυσικής στο Πανεπιστήμιο του Τορόντο και κύριος συγγραφέας μιας μελέτης σχετικά με την ανακάλυψη, η οποία δημοσιεύθηκε στο περιοδικό The Astrophysical Journal Letters. «Αλλά ένας σκοτεινός γαλαξίας βρίσκεται ακριβώς στο άκρο αυτού του φάσματος, όπου βασικά δεν θα υπάρχει κανένα είδος αμυδρού φωτός ή δομής που θα περίμενε κανείς από έναν τυπικό γαλαξία».
Δεν υπάρχει αυστηρός ορισμός των σκοτεινών γαλαξιών, εξήγησε ο Li, αλλά η ύπαρξή τους προβλέπεται από τις θεωρίες της σκοτεινής ύλης και τις κοσμολογικές προσομοιώσεις. «Το πού ακριβώς τραβάμε τη γραμμή όσον αφορά τον αριθμό των αστεριών που πρέπει να έχουν είναι ακόμα ασαφές, επειδή δεν είναι όλα στην αστρονομία τόσο ξεκάθαρα όσο θα θέλαμε», είπε. «Για να είμαστε τεχνικά σωστοί, ο CDG-2 είναι ένας σχεδόν σκοτεινός γαλαξίας. Αλλά η σημασία του CDG-2 είναι ότι μας φέρνει πολύ πιο κοντά στο να φτάσουμε σε αυτό το πραγματικά σκοτεινό καθεστώς, ενώ προηγουμένως δεν πιστεύαμε ότι θα μπορούσε να υπάρχει ένας τόσο αμυδρός γαλαξίας».
Αναζητώντας το φως στο σκοτάδι
Για να παρατηρήσουν το CDG-2, οι ερευνητές χρησιμοποίησαν δεδομένα από τρία τηλεσκόπια — το Hubble, το διαστημικό παρατηρητήριο Euclid της Ευρωπαϊκής Διαστημικής Υπηρεσίας και το τηλεσκόπιο Subaru στη Χαβάη — μαζί με μια καινοτόμο προσέγγιση που περιελάμβανε την αναζήτηση αντικειμένων που ονομάζονται σφαιρωτά σμήνη. «Πρόκειται για πολύ πυκνές, σφαιρικές ομάδες πολύ παλαιών αστεριών, ουσιαστικά τα απομεινάρια της πρώτης γενιάς αστέρων», εξήγησε ο Li.
Οι σφαιρωτοί σμήνοι είναι φωτεινοί ακόμη και αν ο περιβάλλοντας γαλαξίας δεν είναι, και προηγούμενες παρατηρήσεις έχουν δείξει μια σχέση μεταξύ αυτών και της παρουσίας σκοτεινής ύλης σε έναν γαλαξία, πρόσθεσε ο Li. Επειδή το CDG-2 φαίνεται να έχει πολύ λίγα αστέρια, πρέπει να υπάρχει κάτι άλλο που παρέχει τη μάζα που χρειάζονται οι σμήνοι για να παραμείνουν ενωμένοι. Ο Li και οι συνεργάτες του υποθέτουν ότι η πηγή της μάζας είναι η σκοτεινή ύλη.
Οι ερευνητές εντόπισαν ένα σύνολο τεσσάρων σφαιρωτών σμηνών στο Σμήνος του Περσέα, μια ομάδα χιλιάδων γαλαξιών βυθισμένων σε ένα νέφος αερίου και ένα από τα πιο μαζικά αντικείμενα στο σύμπαν. Περαιτέρω παρατηρήσεις αποκάλυψαν μια λάμψη ή ένα φωτοστέφανο γύρω από τα σφαιρωτά σμήνη, υποδηλώνοντας την παρουσία ενός γαλαξία.
Πώς καταλήγει ένας γαλαξίας με λίγα ή καθόλου αστέρια και κυρίως σκοτεινή ύλη;
Οι αστρονόμοι πιστεύουν, εξήγησε ο Li, ότι μετά τη δημιουργία των σμηνών στις αρχές της ύπαρξης του γαλαξία, οι μεγαλύτεροι γαλαξίες που τον περιβάλλουν του αφαίρεσαν το υδρογόνο που απαιτείται για τη δημιουργία περισσότερων μεμονωμένων αστεριών όπως ο ήλιος μας. «Το υλικό που χρειαζόταν αυτός ο γαλαξίας για να συνεχίσει να δημιουργεί αστέρια δεν υπήρχε πλέον, οπότε έμεινε ουσιαστικά μόνο με ένα φωτοστέφανο σκοτεινής ύλης και τα τέσσερα σφαιρωτά σμήνη». Η διαδικασία, πρόσθεσε, θα άφηνε πίσω ένα σκελετό ή φάντασμα «ενός γαλαξία που ουσιαστικά απέτυχε».
Ως αποτέλεσμα αυτού του μηχανισμού σχηματισμού, ο γαλαξίας έχει μόνο το 0,005% της φωτεινότητας του δικού μας γαλαξία, είπε ο Li. «Όσον αφορά το φως των άστρων, είναι περίπου 6 εκατομμύρια φορές πιο φωτεινός από τον ήλιο μας. Η φωτεινότητα του δικού μας γαλαξία είναι περίπου 20 δισεκατομμύρια φορές μεγαλύτερη από τη φωτεινότητα του ήλιου», σημείωσε.
Η αναζήτηση σφαιρωτών σμηνών θα μπορούσε να είναι «μια εντελώς νέα μέθοδος για τον εντοπισμό αυτών των δυνητικά σκοτεινών γαλαξιών», υποστήριξε ο Li, προσθέτοντας ότι θα πρέπει να υπάρχουν σε αφθονία. Ωστόσο, απαιτούνται περισσότερες παρατηρήσεις για να προσδιοριστούν λεπτομερώς οι φυσικές ιδιότητες του CDG-2 και να επιβεβαιωθεί η ποσότητα σκοτεινής ύλης που περιέχει, κάτι που, σύμφωνα με τον Li, θα μπορούσε να επιτευχθεί με τη χρήση του διαστημικού τηλεσκοπίου James Webb.
Η μελέτη των πιθανών σκοτεινών γαλαξιών είναι σημαντική, διότι παρέχουν σχεδόν αμόλυντη εικόνα της συμπεριφοράς της σκοτεινής ύλης, σύμφωνα με τον Neal Dalal, ερευνητή στο Perimeter Institute for Theoretical Physics στο Waterloo του Οντάριο του Καναδά, ο οποίος δεν συμμετείχε στη μελέτη.
Ένα από τα πιο ενδιαφέροντα πράγματα σχετικά με αυτόν τον γαλαξία είναι ο τρόπος με τον οποίο εντοπίστηκε, χρησιμοποιώντας σφαιρωτούς σμήνους, δήλωσε ο Robert Minchin, αστρονόμος στο Εθνικό Ραδιοαστρονομικό Παρατηρητήριο στο Socorro του Νέου Μεξικού, μέσω email. «Φαίνεται παράξενο, με την πρώτη ματιά, να αναζητάς φως από σκοτεινούς γαλαξίες, αλλά, παραφράζοντας την Πριγκίπισσα Νύφη, «Υπάρχει μεγάλη διαφορά μεταξύ σχεδόν σκοτεινού και εντελώς σκοτεινού. Το σχεδόν σκοτεινό είναι ελαφρώς φωτεινό», σημείωσε. Ο Minchin επίσης δεν συμμετείχε στην εργασία.
Οι περισσότεροι υποψήφιοι σκοτεινοί και σχεδόν σκοτεινοί γαλαξίες, σύμφωνα με τον Minchin, έχουν εντοπιστεί με τη χρήση ραδιοτηλεσκοπίων και την αναζήτηση υδρογόνου, αλλά αυτές οι προσπάθειες δεν θα εντοπίσουν γαλαξίες όπως ο CDG-2, από τον οποίο έχει αφαιρεθεί το αέριο. «Η αναζήτηση των σφαιρωτών σμηνών τους αποφεύγει αυτό το πρόβλημα και φαίνεται πιθανό ότι στο μέλλον θα εντοπιστούν και άλλοι πολύ σκοτεινοί γαλαξίες με αυτή τη μέθοδο».
Για να επιβεβαιώσουμε πραγματικά ότι ο CDG-2 είναι ένας σκοτεινός γαλαξίας, πρέπει να μετρήσουμε την περιεκτικότητά του σε σκοτεινή ύλη, κάτι που παραμένει εξαιρετικά δύσκολο λόγω της απόστασής του, σύμφωνα με τον Yao-Yuan Mao, επίκουρο καθηγητή φυσικής και αστρονομίας στο Πανεπιστήμιο της Γιούτα στο Σολτ Λέικ Σίτι.
«Αυτή είναι μια πολύ συναρπαστική ανακάλυψη», πρόσθεσε σε ένα email ο Mao, ο οποίος επίσης δεν συμμετείχε στη μελέτη. «Το αχνό, διάχυτο φως που φαίνεται στις εικόνες του Hubble του CDG-2 αποτελεί ένα ισχυρό επιχείρημα ότι έχουμε να κάνουμε με ένα συνεκτικό αντικείμενο και όχι με μια τυχαία ευθυγράμμιση τεσσάρων φωτεινών σφαιρωτών σμηνών».
Πηγή: Έθνος
