Astronomowie pierwszy raz w historii zaobserwowali galaktykę, w której praktycznie nie ma ciemnej materii. Choć nadal nie wiemy, czym właściwie jest ciemna materia, to cały Wszechświat jest przez nią zdominowany. Jednak galaktyka NGC 1052-DF2 stanowi wyzwanie dla naukowców, bo wydaje się być jej pozbawiona.

Odkrycia dokonano przy pomocy Kosmicznego Teleskopu Hubble’a, Obserwatorium Gemini oraz Teleskopów Kecka. W obserwowanych galaktykach jest więcej ciemnej materii niż tej zwykłej. Cały Wszechświat jest przez nią zdominowany. Dlatego naukowcy byli zaskoczeni, gdy odkryli galaktykę NGC 1052-DF2, która wydaje się nie mieć ciemnej materii.

Ciemna materia i galaktyki idą w parze. Zwykle nie ma jednego bez drugiego. Tak przynajmniej było do tej pory, bo galaktyka NGC 1052-DF2 zmienia utarty pogląd. Dotychczas uważano, że ta niewidoczna substancja jest podstawowym rusztowaniem, na którym budowane są galaktyki.

Ciemna materia to hipotetyczna materia, która według założeń nie emituje i nie odbija promieniowania świetlnego, dlatego bardzo trudną ją wykryć. Ale jej istnienie zdradzają wywierane przez nią efekty grawitacyjne. W ten sposób naukowcy tłumaczą anomalie w rotacji galaktyk i ruchu galaktyk w gromadach. Mimo lat poszukiwań jej istnienie nie zostało potwierdzone. Naukowcy wciąż starają się dociec, jaka jest dokładna natura ciemnej materii i co ją tworzy. Według nich, ciemna materia stanowi około 27 proc. bilansu masy i energii otaczającego nas Wszechświata – obok zwykłej materii oraz ciemnej energii (która też jest hipotetyczną formą energii).

– Myśleliśmy, że każda galaktyka ma ciemną materię, a ciemna materia to początek galaktyki. Ta niewidzialna, tajemnicza substancja jest najbardziej dominującym aspektem każdej galaktyki. Zatem znalezienie galaktyki bez niej jest niespodzianką. Podważa to standardowe wyobrażenia o tym, co myśleliśmy na temat funkcjonowania galaktyk. Odkrycie to sugeruje również, że może istnieć więcej niż jeden sposób na utworzenie galaktyki – powiedział Pieter van Dokkum z Yale University w New Haven, główny badacz Kosmicznego Teleskopu Hubble’a.

Unikalna galaktyka NGC 1052-DF2 zawiera najwyżej 1/400 ilości ciemnej materii, jakiej astronomowie się spodziewali. Galaktyka nieco większa od naszej Drogi Mlecznej, ale jest trudna do zaobserwowania, bo ma 250 razy mniej gwiazd. To stosunkowo nowy typ galaktyk, pierwszy raz zaobserwowany w 2015 roku. Mimo że do niedawna nie wiedzieliśmy o ich istnieniu, tego typu galaktyki są często spotykane. Jednak żadna z nich nie była tak uboga w ciemną materię. Nawet wśród tej niezwykłej klasy galaktyka NGC 1052-DF2 jest dziwakiem.

Van Dokkum wraz z zespołem astronomów szukał takich galaktyk za pomocą Dragonfly Telephoto Array, Kosmicznego Teleskopu Hubble’a, Obserwatorium Gemini oraz Teleskopów Kecka. Uzyskane przez badaczy zdjęcia wyraźnie różniły się od innych galaktyk. Ustalili oni, że NGC 1052-DF2 jest bardzo wolna. Gwiazdy i gromady na obrzeżach galaktyk zawierających ciemną materię poruszają się co najmniej trzy razy szybciej. Określili również, że galaktyka nie wykazuje oznak interakcji z inną galaktyką.

– Jeśli w ogóle istnieje jakaś ciemna materia w galaktyce NGC 1052-DF2, to jest jej tam bardzo mało – wyjaśnił van Dokkum po obliczeniu masy galaktyki. – Gwiazdy w galaktyce wyjaśniają całą jej masę i nie ma Am miejsca na ciemną materię – dodał.

Obrazy z Kosmicznego Teleskopu Hubble’a ujawniły niezwykły wygląd galaktyki. – Spędziłem godzinę, wpatrując się w obraz z Hubble’a. Rzadko zdarza się po tylu latach pracy teleskopu, że ​​dostajesz obraz czegoś i mówisz: nigdy wcześniej tego nie widziałem. Ta galaktyka jest zadziwiająca. Wygląda jak gigantyczna plama, ale tak rzadka, że widzisz wszystkie galaktyki za nią. To dosłownie przezroczysta galaktyka – wyjaśnił van Dokkum.

Galaktyka NGC 1052-DF2 nie ma zauważalnego centralnego obszaru, a nawet spiralnych ramion i dysku, typowych cech galaktyki spiralnej. Ale też nie wygląda jak galaktyka eliptyczna. Nie ma również oznak, że w jej centrum znajduje się czarna dziura. Badacze ustalili, że ta dziwna galaktyka ma około 10 miliardów lat.

– Nie ma teorii, która przewidywałaby istnienie takich galaktyk. NGC 1052-DF2 jest całkowitą tajemnicą. Wszystko w niej jest dziwne. Sposób, w jaki powstałą jest całkowicie nieznany – przyznał van Dokkum.

Ale naukowcy mają pewną koncepcję. NGC 1052-DF2 znajduje się w odległości około 65 milionów lat świetlnych od nas w zbiorze galaktyk zdominowanych przez gigantyczną galaktykę eliptyczną NGC 1052. Van Dokkum zasugerował, że wzrost tej galaktyki miliardy lat temu prawdopodobnie odegrał rolę w niedoborze ciemnej materii w NGC 1052-DF2. Inny pomysł mówi o tym, że ogromny kataklizm wyrzucił cały gaz oraz materię i powstrzymał formowanie się gwiazd. Ale jak twierdzą badacze, to są czyste spekulacje  i nie wyjaśniają wszystkich cech obserwowanej galaktyki.

 

 

 

 

Źródło i fot.: https://www.nature.com/articles/nature25767NASA/Goddard Space Flight Center, DziennikNaukowy,