Οι αστρονόμοι εντόπισαν έναν γαλαξία τόσο αχνό, που είναι σχεδόν αόρατος — μια ανακάλυψη που θα μπορούσε να βοηθήσει στην αποσαφήνιση μιας από τις πιο αινιγματικές ουσίες του σύμπαντος.
Οι ερευνητές εντόπισαν τον Candidate Dark Galaxy-2, ή CDG-2, χρησιμοποιώντας το διαστημικό τηλεσκόπιο Hubble, και πιστεύουν ότι αποτελείται τουλάχιστον κατά 99,9% από σκοτεινή ύλη. Εάν η ανακάλυψή τους 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 και οι γαλαξίες
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 γίνει αντιληπτή 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. Ωστόσο, σε ορισμένες περιπτώσεις, η αναλογία σκοτεινής ύλης προς κανονική ύλη γίνεται τόσο ακραία, ώστε ένας γαλαξίας να μένει με μόνο αραιά αστέρια, κάνοντάς τον να φαίνεται πολύ αμυδρά. Οι αστρονόμοι αποκαλούν αυτά τα σώματα «γαλαξίες χαμηλής επιφανειακής φωτεινότητας» και έχουν παρατηρήσει χιλιάδες από αυτά από την ανακάλυψη του πρώτου τους τη δεκαετία του 1980.
Ο 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 προέρχεται κάποιο φως από αυτούς», δήλωσε ο Ντάγι Λι, μεταδιδακτορικός ερευνητής στατιστικής και αστροφυσικής στο Πανεπιστήμιο του Τορόντο και κύριος συγγραφέας μιας μελέτης σχετικά με την ανακάλυψη, η οποία δημοσιεύθηκε στο 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 Λι, 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 στην αστρονομία δεν είναι όλα τόσο ξεκάθαρα όσο θα θέλαμε», είπε. «Για να είμαστε τεχνικά ακριβείς, 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».
Πώς έγινε ο εντοπισμός
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», δήλωσε ο Λι.
Τα σφαιρωτά σμήνη παραμένουν φωτεινά ακόμη και αν ο γύρω γαλαξίας δεν είναι, και προηγούμενες παρατηρήσεις έχουν δείξει μια σχέση μεταξύ αυτών και της παρουσίας σκοτεινής ύλης σε έναν γαλαξία, πρόσθεσε ο Λι. Επειδή το CDG-2 φαίνεται να έχει πολύ λίγα αστέρια, πρέπει να υπάρχει κάτι άλλο που παρέχει τη μάζα που χρειάζονται τα σμήνη για να παραμείνουν ενωμένα. Ο Λι 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. Περαιτέρω παρατηρήσεις αποκάλυψαν μια λάμψη ή ένα φωτοστέφανο γύρω από τα σφαιρωτά σμήνη, υποδηλώνοντας την παρουσία ενός γαλαξία.
Αλλά πώς καταλήγει ένας γαλαξίας με λίγα ή καθόλου αστέρια και κυρίως σκοτεινή ύλη;
Οι αστρονόμοι πιστεύουν, εξήγησε ο Λι, 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 Λι. «Όσον αφορά το φως των αστεριών, 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 Λι, 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 Λι, 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 Νιλ Νταλάλ, ερευνητή στο Perimeter Institute for Theoretical Physics στο Waterloo του Οντάριο του Καναδά, ο οποίος δεν συμμετείχε στη μελέτη.
Με πληροφορίες από CNN
