Przejdź do głównej zawartości

Galaktyka bez ciemnej materii?

Astronomowie wykorzystujący dane z Obserwatoriów Gemini oraz Kecka natknęli się na galaktykę, która wydaje się prawie nie mieć ciemnej materii. Ponieważ Wszechświat jest zdominowany przez ciemną materię, która jest podstawą budowy galaktyk, „... to jest zmiana zasad gry” – mówi główny badacz Pieter van Dokkum z Yale University.


Galaktyki i ciemna materia idą w parze, zazwyczaj nie znajdziemy jednego bez obecności drugiego. Kiedy więc naukowcy odkryli galaktykę (NGC1052-DF2), która jest prawie całkowicie pozbawiona tego budulca, byli zszokowani.

„Znalezienie galaktyki bez ciemnej materii jest niespodziewane, ponieważ ta niewidzialna, tajemnicza substancja jest najbardziej dominującym aspektem każdej galaktyki. Przez dziesięciolecia myśleliśmy, że galaktyki rozpoczynają swoje życie jako bąble ciemnej materii. Potem dzieje się cała reszta: gaz opada na halo ciemnej materii, gaz zmienia się w gwiazdy, które powoli się budują, później kończąc jako galaktyka, taka jak na przykład Droga Mleczna. NGC1052-DF2 rzuca wyzwanie standardowym wyobrażeniom o tym, co myśleliśmy na temat sposobu formowania się galaktyk” – mówi Pieter van Dokkum. 

Biorąc pod uwagę jej duże rozmiary oraz słaby wygląd, astronomowie klasyfikują NGC1052-DF2 jako bardzo rozproszoną galaktykę, stosunkowo nowy typ, który po raz pierwszy odkryto w 2015 r. Bardzo rozproszone galaktyki są zaskakująco powszechne. Jednak żadna inna galaktyka tego typu, którą dotąd odkryto, nie była tak uboga w ciemną materię.

Aby spojrzeć jeszcze głębiej na tę unikalną galaktykę, astronomowie wykorzystali spektrograf Gemini Multi Object Spectrograph (GMOS), by uchwycić szczegółowe obrazy NGC1052-DF2, ocenić jej strukturę i potwierdzić, że nie ma ona oznak interakcji z innymi galaktykami.

Bez obrazów z Gemini analizujących morfologię galaktyki, brakowałoby astronomom kontekstu dla pozostałych danych. Także potwierdzenie przez Gemini, że galaktyka nie wchodzi w interakcje z innymi, pomoże im odpowiedzieć na pytania dotyczące warunków, jakie towarzyszyły jej narodzinom.

Van Dokkum i jego zespół po raz pierwszy zaobserwowali NGC1052-DF2 za pomocą Dragonfly Telephoto Array, teleskopu znajdującego się w Nowym Meksyku, który skonstruowali, by znaleźć te upiorne galaktyki. Wygląd NGC1052-DF2 na zdjęciach uzyskanych z Dragonfly Telephoto Array wyraźnie różnił się od tego na zdjęciach z Sloan Digital Sky Survey (SDSS). Obrazy z Dragonfly przedstawiają blady obiekt podobny do kropelki, podczas gdy dane z SDSS pokazują zbiór stosunkowo jasnych punktowych źródeł.

W celu dalszej oceny tej niespójności, oprócz danych z Gemini, zespół przeanalizował światło z kilku jasnych źródeł w NGC1052-DF2, wykorzystując spektrograf teleskopu Keck Deep Imaging Multi-Object Spectrograph (DEIMOS) oraz spektrografu Low-Resolution Imaging Spectrometer (LRIS), identyfikując 10 gromad kulistych. Gromady te są dużymi, zwartymi grupami gwiazd, które krążą wokół jądra galaktycznego.

Dane spektralne uzyskane z teleskopów Kecka ujawniły, że gromady kuliste poruszały się znacznie wolniej, niż się tego spodziewano. Im wolniej poruszają się obiekty w układzie, tym mniejsza jest jego masa. Obliczenia zespołu pokazują, że cała masa w galaktyce może być przypisana masie gwiazd, co oznacza, że NGC1052-DF2 prawie nie ma ciemnej materii.

Wyniki zespołu wskazują, że ciemną materię można oddzielić od galaktyk. „Odkrycie to pokazuje, że ciemna materia jest realna – istnieje odrębnie, niezależne od innych składników galaktyk” – powiedział van Dokkum.

Gromady kuliste w NGC1052-DF2 oraz jej nietypowa struktura wprawiły astronomów w zakłopotanie, kiedy przyszło określić warunki, w jakich powstała galaktyka.

Jednak naukowcy mają pewne pomysły. NGC1052-DF2 znajduje się w odległości 65 milionów lat świetlnych stąd w gromadzie galaktyk zdominowanej przez olbrzymią galaktykę eliptyczną NGC 1052. Formowanie się galaktyk jest burzliwe i gwałtowne, a van Dokkum sugeruje, że wzrost raczkującej masywnej galaktyki miliardy lat temu być może odegrał rolę w deficycie ciemnej materii w NGC1052-DF2.

Inny pomysł jest taki, że kataklizmiczne wydarzenie w dziwacznej galaktyce, takie jak narodziny niezliczonych masywnych gwiazd, wyrzuciło cały gaz i materię, powstrzymując formowanie się gwiazd.

Możliwości te są jednak spekulacyjne i nie wyjaśniają wszystkich cech obserwowanej galaktyki.

Zespół kontynuuje polowanie na więcej galaktyk z niedoborem ciemnej materii, analizując uzyskane przez Hubble’a obrazy 23 innych rozproszonych galaktyk. Trzy z nich wydają się mieć cechy zbieżne z NGC1052-DF2, które van Dokkum planuje śledzić przez kolejne miesiące w Obserwatorium Kecka.

Opracowanie:
Agnieszka Nowak

Źródło:

Popularne posty z tego bloga

Wykryto największą eksplozję w historii Wszechświata

Naukowcy badający odległą gromadę galaktyk odkryli największą eksplozję obserwowaną we Wszechświecie od czasów Wielkiego Wybuchu.

Wybuch pochodził z supermasywnej czarnej dziury w centrum odległej o setki milionów lat świetlnych stąd galaktyki. W trakcie eksplozji zostało uwolnione pięć razy więcej energii, niż przy poprzednim ówczesnym najpotężniejszym wybuchu.
Astronomowie dokonali tego odkrycia przy użyciu danych z obserwatorium rentgenowskiego Chandra i XMM-Newton, a także danych radiowych z Murchison Widefield Array (MWA) w Australii i Giant Metrewave Radio Telescope (GMRT) w Indiach.
Ten potężny wybuch został wykryty w gromadzie galaktyk Ophiuchus, która znajduje się około 390 mln lat świetlnych stąd. Gromady galaktyk to największe struktury we Wszechświecie utrzymywane razem przez grawitację, zawierające tysiące pojedynczych galaktyk, ciemną materię i gorący gaz.
W centrum gromady Ophiuchus znajduje się duża galaktyka zawierająca supermasywną czarną dziurę. Naukowcy uważają, że źró…

Odkryto najbliższą znaną „olbrzymią planetę niemowlęcą”

Nowonarodzona masywna planeta znajduje się zaledwie 100 parseków od Ziemi.

Naukowcy odkryli nowonarodzoną masywną planetę bliższą Ziemi niż jakikolwiek tego typu obiekt w podobnym wieku. Olbrzymia niemowlęca planeta, nazwana 2MASS 1155-7919 b, znajduje się w asocjacji Epsilon Chamaeleontis i leży tylko około 330 lat świetlnych od naszego Układu Słonecznego.
„Ciemny, chłodny obiekt, który znaleźliśmy, jest bardzo młody i ma zaledwie 10 mas Jowisza, co oznacza, że prawdopodobnie patrzymy na planetę niemowlęcą, być może wciąż w fazie formowania się. Chociaż zostało odkrytych wiele innych planet podczas misji Kepler i innych podobnych, prawie wszystkie z nich są planetami ‘starymi’. Obiekt ten jest jednocześnie czwartym lub piątym przykładem planety olbrzymiej krążącej tak daleko od swojej gwiazdy macierzystej. Teoretycy usiłują wyjaśnić, w jaki sposób się tam uformowały lub jak tam dotarły” – powiedziała Annie Dickson-Vandervelde, główna autorka pracy.
Do odkrycia naukowcy wykorzystali dane…

Czy rozwiązano tajemnicę ekspansji Wszechświata?

Badacz z Uniwersytetu Genewskiego rozwiązał naukową kontrowersję dotyczącą tempa ekspansji Wszechświata, sugerując, że na dużą skalę nie jest ono całkowicie jednorodne.


Ziemia, Układ Słoneczny, cała Droga Mleczna i kilka tysięcy najbliższych nam galaktyk porusza się w ogromnym „bąblu” o średnicy 250 mln lat świetlnych, gdzie średnia gęstość materii jest o połowę mniejsza niż w pozostałej części Wszechświata. Taka jest hipoteza wysunięta przez fizyka teoretyka z Uniwersytetu Genewskiego (UNIGE) jako rozwiązanie zagadki, która od dziesięcioleci dzieli społeczność naukową: z jaką prędkością rozszerza się Wszechświat? Do tej pory co najmniej dwie niezależne metody obliczeniowe osiągnęły dwie wartości różniące się o około 10% z odchyleniem, które jest statystycznie nie do pogodzenia. Nowe podejście usuwa tę rozbieżność bez korzystania z „nowej fizyki”.
Wszechświat rozszerza się od czasu Wielkiego Wybuchu, który miał miejsce 13,8 mld lat temu – propozycja po raz pierwszy przedstawiona przez b…