Chybějící temná hmota v podivné galaxii

Plná velikost obrázku

Galaxie a temná hmota jsou propojeny jako arašídové máslo a želé. Obvykle nenajdete jednu bez druhého. Vědci byli proto překvapeni, když nalezli galaxii, které chybí temná hmota. Tato neviditelná látka, které říkáme temná hmota, je základním kamenem, na kterém jsou postaveny galaxie. Je to jakési lepidlo, které drží viditelnou látku v galaxii – hvězdy a plyn – dohromady.

„Mysleli jsme si, že každá galaxie obsahuje temnou hmotu a že je z temné hmoty nakonec stvořena,“ řekl Pieter van Dokkum z Yale University v New Haven, Connecticut, vedoucí výzkumného týmu zkoumající Hubbleovo pozorování. „Tato neviditelná, tajemná látka je nejvíce dominantním aspektem jakékoli galaxie, takže nalezení galaxie bez ní je neočekávané a zpochybňuje stan.“

Zvláštní galaxie, označována NGC 1052-DF2, obsahuje asi 400krát méně temné hmoty, kterou u ní astronomové očekávali. Galaxie je zhruba stejně velká jako naše Mléčná dráha, aldardní modely o tom, jak fungují galaxie, a ukazuje, že temná hmota je skutečná: existence kromě jiných složek galaxií, což také naznačuje, že existuje více než jedna cesta k vytvoření galaxiee upoutala pozornost astronomů, protože obsahuje asi 200krát méně hvězd než naše Galaxie. Vzhledem k velkému rozměru objektu a nižší svítivosti astronomové klasifikují NGC 1052-DF2 jako ultradifúzní galaxii. Průzkum galaxií v kupě Coma Berenices z roku 2015 ukázal, že tyto velké, slabé objekty jsou překvapivě běžné.

Nicméně se ale u žádné z ultradifúzních galaxií, které byly objeveny, nepotvrdilo, že by jim chyběla temná hmota. Takže i mezi neobvyklou třídou těchto galaxií je NGC 1052-DF2 zvláštní.

Van Dokkum a jeho tým pozorovali galaxii přístrojem Dragonfly Telephoto Array umístěným na zakázkovém teleskopu v Novém Mexiku, jehož cílem bylo najít tyto neobvyklé galaxie. Pak použili teleskop WM Keck Observatory na Havaji, aby změřili v galaxii pohyby deseti obřích seskupení hvězd nazývaných kulovými hvězdokupami. Keck ukázal, že kulové hvězdokupy v galaxii se pohybují při relativně nízkých rychlostech, méně než 37 000 km/h. Hvězdy a hvězdokupy na okrajích galaxií obsahujících temnou hmotu se pohybují nejméně třikrát rychleji. Z těchto měření tým vypočítal hmotnost galaxie. „Pokud tam vůbec existuje temná hmota, je jí tam velmi málo,“ vysvětlil van Dokkum. „Hvězdy a plyn v galaxii odpovídají přibližně vypočítané hmotnosti galaxie a zdá se tedy, že tam není prostor pro žádnou temnou hmotu.“

Astronomové dále použili Hubbleův kosmický dalekohled NASA a observatoř Gemini na Havaji, aby odhalili další detaily o zvláštní galaxii. Gemini prokázal, že galaxie nevykazuje známky interakce s jinou galaxií. Hubble jim pomohl lépe identifikovat kulové hvězdokupy a změřit přesnou vzdálenost ke galaxii.

Obrázky Hubbla také odhalily neobvyklý vzhled galaxie. „Strávil jsem hodinu jen zíráním na snímek z Hubbla,“ vzpomíná van Dokkum. „Je to tak vzácné, zvláště v těchto dnech po mnoha letech provozu Hubbla, že získáte takový snímek něčeho a říkáte si: ‚Ještě nikdy jsem něco takového neviděl.‘ Tato věc je úžasná: gigantická skvrna, kterou můžete prohlédnout a je tak řídká, že vidíte všechny galaxie za ní. Je to doslova průhledná galaxie.“

Tato zvláštní galaxie nemá výraznou centrální oblast, ani spirální ramena a disk, což jsou typické znaky spirální galaxie. Ale nevypadá ani jako eliptická galaxie. Galaxie také nevykazuje, že by měla v centu masivní černou díru. Na základě zbarvení svých kulových hvězdokup je galaxie asi 10 miliard let stará. Dokonce i její kulové hvězdokupy jsou podivné: jsou dvakrát větší než typická hvězdná seskupení viděná v jiných galaxiích.

„Je to, jako kdybyste měli galaxii, ve které máte pouze hvězdné halo a kulové hvězdokupy a vše ostatní by chybělo,“ řekl van Dokkum. „Nemáme žádnou teorii, která by vysvětlovala tento typ galaxií.“ Galaxie je opředena tajemstvím, protože je u ní všechno zvláštní.

Vědci ale mají nějaké nápady. NGC 1052-DF2 se nachází zhruba 65 miliónů světelných let daleko v kupě galaxií, které dominuje obří eliptická galaxie NGC 1052. Tvorba galaxií je turbulentní a násilná a van Dokkum naznačuje, že růst začínající masivní galaxie před miliardami let pravděpodobně hrál roli v nedostatku temné hmoty v NGC 1052-DF2.

Další myšlenkou je, že plyn směřující k obrovské eliptické galaxii NGC 1052 v centru kupy mohl fragmentovat a vznikla tak z něho galaxie NGC 1052-DF2. Tvorba NGC 1052-DF2 mohla být podpořena silnými větry pocházejícími z mladé černé díry, která rostla v centru galaxie NGC 1052. Tyto možnosti jsou však spekulativní a nevysvětlují všechny charakteristiky pozorované galaxie, uvedli vědci.

Tým už hledá další galaxie s nedostatkem temné hmoty. Analyzují Hubbleovy snímky dalších třiadvaceti difuzních galaxií. Tři z nich vypadají podobně jako galaxie NGC 1052-DF2.

„Každá galaxie, o níž jsme dříve věděli, má temnou hmotu a všechny spadají do známých kategorií, jako jsou spirální nebo eliptické galaxie,“ řekl van Dokkum. „Ale jak by vypadaly galaxie bez temné hmoty? Možná zrovna jako tato.“

Výsledky týmu byly publikovány v čísle časopisu Nature 29. března 2018.


Zdroj: nasa.gov


O Scimani 29 Článků
Zajímám se o astronomii a miluji sci-fi, především Hvězdnou bránu, Dark Matter, Hvězdné války, Mass Effect a další.

Leave a Reply