Titokzatos galaxist fedeztek fel

A sötét anyagból álló törpegalaxisok létének megerősítése sok mindenre adhatna magyarázatot ( a kép illusztráció)

Úgy tűnik, hogy kínai kutatók sötét anyagból álló galaxist találtak a közeli univerzumban. A felfedezésről szóló tanulmányt a The Astrophysical Journal Letters Magazinban publikálták.

Ez az első eset, hogy sötét anyagból álló csillagvárost azonosítottak

Az univerzumban különböző alakú és méretű galaxisok vannak, de a csillagvárosok alapvető összetevői meglehetősen konzisztensnek tűnnek. Általában a galaxisok nagy csillagsűrűségű közepén egy hatalmas szupermesszív fekete lyuk ül, egy csomó intersztelláris gáz és sötét anyag társaságában, ami segít az egész rendszert "összeragasztani".

A szupermasszív fekete lyukak akár milliárdszoros naptömegűek is lehetnek (A kép illusztráció) Forrás: Universe Today)

Míg a sötét anyag nem bocsát ki fényt, addig ezzel szemben a csillagok, az intersztelláris gáz, és a forró anyag örvénylő magja kiemelkedik nagy fényerejével, ami úgy fénylik a kozmikus környezetben, mint egy éjszakai metropolisz.

Egy újonnan felfedezett és tőlünk 94 millió fényévre fekvő törpegalaxis azonban rácáfol minderre.

A FAST J0139+4328 nevű csillagváros ugyanis döbbenetes módon nem bocsát ki optikai fényt. Úgy tűnik, hogy ez a "láthatatlan" galaxis - egy kevés csillag kivételével -, majdnem teljes egészében sötét anyagból áll.

A legtöbb galaxis, mint az NGCC4414, keresztülfénylik a spektrumon. A sötét galaxisok ezzel szemben árnyékban maradnak Forrás: https://www.sciencealert.com/mysterious-dark-galaxy-emits-no-visible-light-scientists-say

Jin-Long Xou, a pekingi Kínai Tudományos Akadémia kutatója által vezetett tudóscsapat azt írja, hogy az általuk felfedezett galaxis egy izolált, sötét törpegalaxis, és ez az első eset, hogy egy ilyen típusú csillagvárost észleltek a közeli univerzumban.

A titokzatos sötét anyag, ami még mindig sok fejtörést okoz

Jelenleg a sötét anyag számít a vezető magyarázatnak a furcsa diszkrepanciára, vagyis az univerzumban megfigyelt normál (vagy barion) anyag mennyisége, és az ennek összetartásához szükséges gravitáció erőssége között fennálló ellentmondásra.

Albert Einstein a gravitációs egyensúlyi állapotra felállított úgynevezett kozmológiai állandót később élete legnagyobb tévedésének nevezte, ám könnyen lehet, hogy mégis csak igaza volt ebben is Forrás: Wikimedia Commons/ Princeton University

Egyszerűbben fogalmazva, nincs annyi normál anyag a világegyetemben, mint ami az összes gravitációra magyarázatot adna. A galaxisok olyan gyors forgómozgást végeznek, hogy az ezeket alkotó csillagoknak szét kellene szóródniuk a térben, ha nem tartaná össze őket valami más is.

A sötét anyag legújabb térképe Forrás: N. Jeffrey; Dark Energy Survey Collaboration

Bármi is felelős ezért az extra gravitációért, az eredete egyelőre még homályban van.

Úgy tűnik, hogy a sötét anyag nem lép kölcsönhatásba a normál anyaggal semmilyen más módon, mint a gravitáción keresztül, és nem bocsát ki semmi olyan sugárzást, amit jelenleg érzékelni tudnánk. Egyszerűen nem látjuk még ennek az extra tömegnek a forrását.

A sötét anyag Tejút körüli eloszlásának (kék szín) művészi illusztrációja Forrás: Wikimedia Commons

De maga a sötét anyag teória sem tökéletes. Az egyik probléma a különbség az univerzumban lévő sötét anyag eloszlás-szimulációk és a törpegalaxisok száma között, amik a nagyobb galaxisok körül keringenek. Ugyanis a törpegalaxisok száma sokkal kevesebb annál, mint amennyinek a szimulációk szerint lennie kellene.

Ez az úgynevezett törpegalaxis probléma.

Egy törpegalaxis a Tejútrendszer kísérőjének számító Kis Magellán-felhőben Forrás: NASA/JPL-Caltech

Könnyen lehetséges, hogy egyszerűen csak nem vagyunk képesek észlelni azokat a törpegalaxisokat amelyek kevés csillagból állnak, és főleg gázt, illetve sötét anyagot tartalmaznak. Ha ezekből eleget találnánk, az segíthetne megfejteni a törpegalaxisok jelenleg látható teljes hiányát.

Szinte teljes egészében a misztikus sötét anyag építi fel a felfedezett galaxist

Néhány sötét törpegalaxis jelöltet már sikerült azonosítani, ám ezek nagyon közel állnak más kozmikus struktúrákhoz, ami megnehezíti, hogy megkükönböztessük ezeket az erősebb gravitációs erők által leszakított anyagcsomóktól.

Egy hipotetikusan ideális sötét galaxis-jelölt elszigetelt a térben, ahol nem téveszthető össze mással a "személyazonossága".

A FAST J0139+4328 helyzete optikai (a), infravörös közeli 8B), ultraviola közali (c), és közepes infravörös (d) tartományban. A sárga körök az a-ban és b-ban a háttérben lévő csillagok Forrás: https://www.sciencealert.com/mysterious-dark-galaxy-emits-no-visible-light-scientists-say

Hogy egy ilyen galaxis találjanak, Xu és kollégái a FAST (Five-hundred-meter Aperture Spherical Radio Telescope) rádiótávcsövet használták Kínában. A megfigylési menetrendek közti időközökben használták a teleszkópot,

hogy a semleges, atomos hidrogéngáz nagy felhőinek rádiókibocsátását kutassák

az intergalaktikus térben, egy galaxissal konzisztens jellemzőket keresve.

Egy rádiótelszkóp fotója Forrás: Wikimedia Commons

A kutatók fáradozását nem várt eredmény kísérte:

egy 94 millió fényévre fekvő hidrogénatomokból álló felhő által kibocsátott rádióhullámok konzisztensek voltak egy forgó, optikai fény nélküli galaxissal. Az infra és ultraviola tartományban végzett nyomonkövető megfigyelések csak néhány halvány csillagot mutattak ki a sötét galaxisban.

Az adatok együttvéve lehetővé tették, hogy a kutatók meghatározzák a galaxis tulajdonságait, aminek a FAST J0139+4328 nevet adták.

A sötét anyagból álló törpegalaxisok létének megerősítése sok mindenre adhatna magyarázatot ( a kép illusztráció) Forrás: NASA/JPL-Caltech/James Webb

A csapat számításai szerint, a galaxis mintegy 690 ezer naptömegű csillagból,

és 83 millió naptömegnek megfelelő semleges, atomos hidrogéngázból áll.

A galaxis teljes barion (mormál anyag) tömege 110 millió naptömeg körüli. Mindez azonban csak csak egy csepp a galaxis teljes tömegéből. A tuósok képesek voltak kiszámolni a FAST-galaxis rotációs sebességét, és ebből a teljes tömegét is, amire 5,1 milliárd naptömeget kaptak. Ebből pedig az követkzik, hogy a galaxis körülbelül 98 %-át a sötét anyag alkotja.

Újabb kozmikus rejtélyekről hullhat le a lepel

Várhatóan más asztrofizikusok is megkísérlik megerősíteni az objektumnak ezt, a kínai tudósok által leírt természetét. Ebben az esetben arra is fény derülhet, hogy mint történt a Dragonfly 44 nevű galaxissal, amelyről még 2016-ban azt találták, hogy a 99,9%-a sötét anyagból áll, ám négy évvel később mégis arra jutottak a csillagászok, hogy a Dragonfly 44 nem is számít annyira abnormális csillagvárosnak.

Az átalunk ismert galaxisok az univerzum fényes objektumai közé tartoznak Forrás: NASA/JPL-Caltech

Ha megerősítik, hogy a FAST J0139+4328 valóban legnagyobb részt sötét anyagból felépülő galaxis, akkor ezáltal néhány nagyon érdekes dolgot fogunk megtudni a körülöttünk lévő univerzumról.

A kutatók azt írják, ez az első eset, hogy egy izolált, gázgazdag sötét galaxist észleltek a közeli univerzumban. A FAST J0139+4328 csillagváros a sötét anyag által dominált, de csillagokban nagyon szegény, ami arra utal, hogy ez a sötét galaxis a csillagvárosok kialakulásának a legkorábbi stádiumában lehet.

(Forrás: Sciencedirect )