Hubble odkrywa pierwszą galaktykę w lokalnym Wszechświecie bez ciemnej materii

Międzynarodowy zespół badaczy korzystających z Kosmicznego Teleskopu Hubble’a i kilku innych obserwatoriów, po raz pierwszy w historii odkrył galaktykę w naszym kosmicznym sąsiedztwie, w której nie ma większości – a być może w ogóle – ciemnej materii. Odkrycie galaktyki NGC 1052-DF2 stanowi wyzwanie dla obecnie przyjętych teorii formowania galaktyk i dostarcza nowych informacji o naturze ciemnej materii. Wyniki badań opublikowano właśnie w periodyku Nature.

Astronomowie korzystający z Hubble’a i kilku obserwatoriów naziemnych odkryli unikatowy obiekt astronomiczny: galaktykę, która wydaje się nie zawierać żadnej ciemnej materii. Hubble pomógł badaczom dokładnie ustalić odległość do NGC 1052-DF2 – galaktyka oddalona jest od nas o 65 milionów lat świetlnych. Ponadto naukowcy za pomocą Hubble’a określili jej rozmiary i jasność. W oparciu o te dane badacze odkryli, że NGC 1052-DF2 jest większa od Drogi Mlecznej, ale zawiera 250 razy mniej gwiazd, przez co klasyfikuje się jako ultra-rozmytą galaktykę.

“Przez godzinę po prostu wpatrywałem się w to zdjęcie” mówi główny badacz projektu Pieter van Dokkum z Uniwersytetu Yale wspominając pierwsze minuty ze zdjęciem NGC 1052-DF2 wykonanym za pomocą Hubble’a. “Ten obiekt jest zdumiewający: gigantyczna plama, ale tak rzadka, że można przez nią dostrzec znajdujące się za nią galaktyki – to dosłownie przezroczysta galaktyka”.

Dalsze pomiary dynamicznych właściwości dziesięciu gromad kulistych krążących wokół tej galaktyki pozwoliły badaczom ocenić niezależną wartość masy galaktyki. Jej masa porównywalna jest z masą gwiazd w galaktyce, a to z kolei prowadzi do wniosku, że NGC 1052-DF2 zawiera co najmniej 400 razy mniej ciemnej materii niż astronomowie przewidują dla galaktyki o tej masie. Być może ciemnej materii nie ma wcale w tej konkretnej galaktyce. Takiego odkrycia nie przewidują obecne teorie opisujące rozkład ciemnej materii i jej wpływ na formowanie galaktyk.

“Powszechnie uważa się, że ciemna materia stanowią integralną część wszystkich galaktyk – swoisty klej, który spaja je razem i rusztowanie, na którym się one rozrastają” tłumaczy współautorka opracowania Allison Merritt z Uniwersytetu Yale oraz Instytutu Maxa Plancka w Niemczech. Van Dokkum dodaje: “Ta niewidzialna, tajemnicza substancja jest zdecydowanie najbardziej dominującym elementem każdej galaktyki. Odkrycie galaktyki bez żadnej ciemnej materii jest czymś zupełnie nieoczekiwanym: to spore wyzwanie dla naszej wiedzy o powstawaniu galaktyk”.

Choć to sprzeczne z intuicją to istnienie galaktyki bez ciemnej materii przeczy teoriom, które starają się wyjaśnić Wszechświat bez ciemnej materii: odkrycie NGC 1052-DF2 dowodzi, że ciemną materię można oddzielić od galaktyk. To możliwe tylko w sytuacji, w której ciemna materia wiąże się z materią barionową tylko przez grawitację.

W międzyczasie, badacze mają już pewne pomysły na to jak wytłumaczyć brak ciemnej materii w NGC 1052-DF2. Czy kataklizmiczne zdarzenie, takie jak narodziny dużej ilości masywnych gwiazd, mogło wymieść z galaktyki cały gaz  i ciemną materię? Czy też wzrost pobliskiej masywnej galaktyki NGC 1052 miliardy lat temu odgrywa jakąś rolę w braku ciemnej materii w NGC 1052-DF2?

Te pomysły jednak  nie tłumaczą w jaki sposób powstała ta galaktyka. Aby się tego dowiedzieć, badacze już teraz poszukują kolejnych galaktyk z niedoborem ciemnej materii w kolejnych zdjęciach z Hubble’a przedstawiających 23 inne ultra-rozmyte galaktyki – trzy z nich wydają się podobne do NGC 1052-DF2.

Źródło: Hubble center