Galaktyki karłowate rzucają nowe światło na ciemną materię

Pierwsze obserwacje gromady galaktyk karłowatych wspierają teorię mówiącą o tym w jaki sposób duże galaktyki takie jak Droga Mleczna powstają i jak ciemna materia utrzymuje je w całości – ogłosili wczoraj naukowcy.

Przewidywane jednak jak dotąd nieobserwowane grupy galaktyk karłowatych zostały odkryte w danych zebranych w ramach największego w historii optycznego przeglądu nieba nocnego.

Siedem odkrytych gromad składa się z 3 do 5 galaktyk 10 do 1000 razy mniejszych od Drogi Mlecznej. W przeciwieństwie do naszej galaktyki, w galaktykach tworzących te gromady już od dawna nie zachodzą procesy gwiazdotwórcze.

„Podejrzewamy, że te grupy są utrzymywane grawitacyjnie i z czasem znajdujące się w nich galaktyki karłowate będą się łączyć w jedną większą galaktykę o średniej masie,” mówi Sabrina Stierwalt, główna autorka opracowania i astrofizyczka w National Radio Astronomy Observatory w Charlotteville w Wirginii.

Powyższe odkrycie rzuca nowe światło na kilka istotnych pytań o to w jaki sposób struktury takie jak galaktyki powstawały we wczesnym Wszechświecie.

Obecnie najczęściej przyjmowana teoria zakłada, że p Wielkim Wybuchu jakieś 13,7 miliardów lat temu, mniejsze struktury łączyły się ze sobą prowadząc do powstania znacznie większych.

Jednak jak dotąd mieliśmy bardzo mało dowodów obserwacyjnych na takie procesy łączenia także w skali tak małych struktur jak galaktyki karłowate. Jednym z powodów takiego stanu rzeczy jest fakt, że często bardzo trudno jest dostrzec galaktyki karłowate. Wszak gołym okiem możemy dostrzec tylko dwa takie obiekty – Obłoki Magellana.

Jeszcze dziesięć lat temu znaliśmy zaledwie kilkanaście takich obiektów. Nawet gdy coraz większe teleskopy sprawiły, że odkrywanie galaktyk karłowatych stało się czymś normalnym, to wciąż były to odizolowane „galaktyki karłowate tła” lub „satelitarne galaktyki karłowate” stopniowo pożerane przez większe galaktyki.

„Niezależne grupy składające się tylko z małomasywnych galaktyk – takie jak odkryte przez nas – odsłaniają przed nami możliwy mechanizm powstawania większych galaktyk, takich jak Droga Mleczna,” mówi Stierwalt.

Cztery galaktyki karłowate. Źródło: Kelsey E Johnson, Sandra E Liss i Sabrina Stierwalt

Odkryte gromady oddalone są od nas o 200 do 650 milionów lat świetlnych.

„Wydaje się, że to daleko, ale patrząc na rozmiary całego Wszechświata obserwowalnego to wciąż jest to blisko,” dodaje.

Polowanie na ciemną materię

Naukowcy natknęli się na owe galaktyki przeczesując obszerną bibliotekę map gwiazd stworzoną w ramach projektu Sloan Digital Sky Survey opublikowaną w 2008 roku i odtąd regularnie aktualizowaną.

Następnie wykorzystali teleskopy znajdujące się w Obserwatorium Apache Point w Nowym Meksyku i w Obserwatorium Las Campanas w Chile do potwierdzenia swojego odkrycia.

Galaktyki karłowate są dla badaczy naturalnymi laboratoriami do badania tajemniczej substancji zwanej ciemną materią, z której zbudowane jest 25% Wszechświata. Najprawdopodobniej składająca się z cząstek subatomowych, ciemna materia może być dostrzeżona jedynie pośrednie dzięki swojemu oddziaływaniu grawitacyjnemu na inne obiekty w przestrzeni kosmicznej.

Materia widzialna – wszystko to czego możemy dotknąć i zobaczyć – odpowiada za jedynie 5 procent Wszechświata.

Co ciekawe, galaktyki karłowate wydają się posiadać dużo więcej ciemnej materii niż ich większe odpowiedniki. To właśnie oddziaływanie grawitacyjne ciemnej materii wiąże i utrzymuje ze sobą galaktyki tworzące obserwowane gromady.

Z uwagi na swój sędziwy wiek galaktyki karłowate mają znacznie mniej gazu i pyłu, dzięki czemu polowanie na wypełniającą je ciemną materię jest łatwiejsze.

Źródło: AFP

Artykuł naukowy: http://nature.com/articles/doi:10.1038/s41550-016-0025

 

 

Komentarze

comments