Przez dziesięciolecia astronomowie obserwowali Drogę Mleczną i jej najbliższe otoczenie, próbując ustalić, ile mniejszych galaktyk karłowatych krąży wokół niej. Do tej pory potwierdzono istnienie około 60 takich obiektów. Najnowsze badania sugerują jednak, że rzeczywista liczba może być nawet trzy razy większa.
Wspieraj Puls Kosmosu na Patronite.pl
Zespół naukowców z Uniwersytetu w Durham połączył najdokładniejsze symulacje komputerowe z zaawansowanymi modelami matematycznymi, by lepiej zrozumieć, jak wygląda środowisko galaktyczne wokół Drogi Mlecznej. Wyniki ich pracy wskazują na istnienie nawet 80–100 galaktyk satelitarnych, z których wiele skutecznie ukrywa się przed naszym wzrokiem i naszymi teleskopami.
Podstawą tych badań jest model Lambda Cold Dark Matter (ΛCDM) – obecnie najpowszechniej przyjmowana teoria opisująca strukturę i ewolucję Wszechświata. Według niej zaledwie 5% kosmosu to materia, z której zbudowane są gwiazdy, planety i ludzie. Pozostałe 95% stanowią ciemna materia i ciemna energia – niewidzialne składniki, które wpływają na kształt i rozwój galaktyk.
W tym modelu galaktyki powstają w obszarach zagęszczenia ciemnej materii, tzw. halo. Najmniejsze z nich, galaktyki karłowate, często są przyciągane przez większe układy, takie jak Droga Mleczna, i stają się ich satelitami. Problem w tym, że obserwacje od lat wykazują mniejszą liczbę takich galaktyk, niż przewidują symulacje. Ten brak zgodności między teorią a rzeczywistością określany jest jako „problem brakujących satelitów”.
Nowe badania rzucają na ten problem nowe światło. Naukowcy skupili się na tzw. „osieroconych galaktykach” – wyjątkowo słabych i rozproszonych obiektach, których halo ciemnej materii zostało rozerwane przez grawitację Drogi Mlecznej. Choć galaktyki satelitarne tego typu są w symulacjach niemal niewidoczne, mogą wciąż istnieć w rzeczywistym Wszechświecie, a ich ślady da się odnaleźć w dokładniejszych danych.
Aby to sprawdzić, badacze wykorzystali symulację Aquarius – najbardziej szczegółowy model halo ciemnej materii otaczającego galaktykę przypominającą Drogę Mleczną – oraz model GALFORM, który pozwala śledzić powstawanie i ewolucję galaktyk na przestrzeni miliardów lat. Dzięki temu udało się oszacować, jak wiele słabych galaktyk mogło przetrwać do dziś, nawet jeżeli są one zbyt ciemne, by dostrzec je tradycyjnymi metodami.
Zdaniem zespołu z Durham, wiele z tych galaktyk towarzyszy Drodze Mlecznej od miliardów lat, powoli tracąc masę i blask w wyniku oddziaływań grawitacyjnych. Co ciekawe, około 30 ultrasłabych obiektów odkrytych niedawno w pobliżu naszej galaktyki może należeć właśnie do tej ukrytej populacji. Astronomowie debatują, czy są to galaktyki karłowate, czy jedynie gęste gromady gwiazd – nowe modele sugerują, że przynajmniej część z nich to rzeczywiście niezauważone wcześniej galaktyki.
Nadchodzące lata mogą przynieść odpowiedzi. Rozwijające się technologie obserwacyjne, w tym nowa kamera LSST zamontowana w Obserwatorium Rubin, otwierają nowe możliwości poszukiwania tych nieuchwytnych obiektów. Jeśli uda się je odnaleźć, będzie to potężny argument wspierający model ΛCDM i krok naprzód w zrozumieniu struktury naszego kosmicznego otoczenia.