Meg nem született galaxisok

Egy új szimuláció alapján számos olyan sötét anyagcsomó lehet a Tejútrendszer közelében, amely nem fejlődött galaxissá.

Forrás: NASAA Tejútrendszer képe, ha a fősíkot "felülről" néznénk

Az elmúlt évek elméleti modelljei alapján sokkal több apró csillagvárosnak kellett keletkeznie a Világegyetem kezdeti időszakában, mint amennyit jelenleg látunk. A hiány magyarázatára több elgondolás is napvilágot látott. A szakmai körökben legnépszerűbb változat szerint szép számmal léteztek ilyen törpegalaxisok, de azok nagyobb része más galaxisokba, például a Tejútrendszerbe olvadt bele.

Egyes szakemberek szerint azonban ez sem oldja meg a problémát. Jurg Diemand és Piero Madau (University of California, Santa Cruz) a NASA egyik szuperszámítógépével futtattak le egy szimulációt, amely a láthatatlan tömeg viselkedését szimulálta. A Világegyetem anyagának nagyobb részét kitevő láthatatlan vagy sötét anyag ugyanis döntő szerepet játszik a fénylő, látható anyag összesűrítésében, így erősen befolyásolja a galaxisok keletkezését.

A több mint 300 processzorból összekapcsolt szuperszámítógép több hónapon keresztül dolgozott a kalkuláción, amelyben a láthatatlan tömegből képződő anyagcsomók hierarchikus összeolvadását, növekedését vizsgálták. A modell kiindulási paramétereit a WMAP-szondának a Világegyetem korai állapotáról készített legfrissebb mérései szerint választották meg. A szimuláció az Ősrobbanást követően kb. 50 millió évvel indult, és 234 millió képzeletbeli objektum kölcsönhatását tanulmányozta 13,7 milliárd évnek megfelelő időtartamon keresztül.

A modell alapján a Tejútrendszer mai halojában (a Galaxis korongját övező gömb alakú térrészben) sok ilyen kisebb anyagfelhő maradt. Bizonyos hányaduk annyi normál gázt vonzott magához, hogy később hagyományos galaxisokká fejlődött.

Az eredmények alapján nagyságrendileg öt, egyenként 30 millió naptömegű ilyen sűrűsödést, valamint sok kisebb csomót várhatunk a halo belső tartományában. Ám jelenleg ebben a zónában mindössze egyetlen ilyen anyagcsomót ismerünk, a felbomlóban lévő Sagittarius-törpegalaxist. A Tejútrendszer tágabb környezetében is több törpegalaxis várható: a ma ismert 15-höz hasonló anyagcsomóból a szimuláció alapján közel 120-nak kellene lennie. A nagy kérdés: ha tényleg ilyen sok volt belőlük, hová lettek?

Mint fent említettük, egyes modellek alapján ezek mind nem olvadhattak a Tejútrendszerbe. Elképzelhető, hogy nem is alakultak hagyományos galaxisokká, hanem láthatatlan csomókként maradtak fent. Ha a legelső csillagok ultraibolya sugárzása erősen felforrósította a gázt, elképzelhető, hogy egyes láthatatlan csomóknál a normál gáz nem tudott az összesűrűsödni. De azt sem zárhatjuk ki egyelőre, hogy bizonyos csomóknál ma még ismeretlen jellemzők akadályozták meg a gáz összesűrűsödését.

A Tejútrendszert övező halo képe kb. 3,4 milliárd évvel ezelőtt, a láthatatlan anyagot narancsos színnel jelölve (a kép számítógépes modell alapján készült). Az ábrázolt 2,5 millió fényév átmérőjű zónában sok kis csomó figyelhető meg, amelyeknél lényegesen kevesebb törpegalaxist ismerünk a közelben (J Diemand/M Kuhlen/P Madau/UCSC)

A szimuláció alapján Galaxisunk belső vidékén is sok a láthatatlan tömeg alkotta anyagcsomó, amelyek időnként a korong alakú fősíkon is áthaladnak. A modell alapján tehát a Tejútrendszer láthatatlan anyagból álló haloja messze nem homogén, és közel 10 ezer darab, néhány ezer fényév átmérőjű jelentős sűrűsödést tartalmazhat - amelyeknek egyelőre a nyomát sem látjuk.

Kereszturi Ákos