Korzystając z najdokładniejszych i najbardziej szczegółowych dostępnych symulacji kosmologicznych, międzynarodowy zespół sformułował ekscytującą prognozę, która może rzucić nowe światło na nasze zrozumienie Wszechświata. Zgodnie z nią, w naszym kosmicznym sąsiedztwie istnieje duża populacja słabych galaktyk, które czekają na swoje odkrycie.
Badanie dotyczy galaktyk o masach do miliarda Słońc – czyli około jednej tysięcznej masy Drogi Mlecznej – które są rozmieszczone na obszarze porównywalnym z rozmiarem naszej Drogi Mlecznej, co sprawia, że są one bardzo słabe i trudne do obserwacji, w wyniku czego pozostają słabo poznane.
Naukowcy uważają, że Grupa Lokalna, czyli mała gromada zawierająca obecnie około 60 znanych galaktyk, w tym naszą macierzystą galaktykę, Drogę Mleczną i Andromedę, ma jak najlepsze perspektywy na dalsze odkrycia. Chociaż w Grupie Lokalnej odkryto jak dotąd tylko dwie ultrarozproszone galaktyki, naukowcy uważają, że poznanie całkowitej liczby ultrarozproszonych galaktyk w Grupie Lokalnej ma kluczowe znaczenie dla naszego zrozumienia kosmosu.
Widok ciemnej materii (czerwony), gazu (zielony) i gwiazd (biały) w jednej z symulowanych grup lokalnych z HESTIA. Symulowane analogi galaktyk Drogi Mlecznej i Andromedy znajdują się w pobliżu środka zdjęcia, a ultrarozproszone galaktyki zaznaczono okręgami. Źródło: Salvador Cardona-Barrero
Symulacje HESTIA ujawniają więcej galaktyk
A więc ile jeszcze galaktyk czai się na naszym kosmicznym podwórku? Aby się tego dowiedzieć, międzynarodowy zespół wykorzystał najnowocześniejsze symulacje naszego kosmicznego sąsiedztwa. Symulacje HESTIA, nazwane tak na cześć Hestii, starożytnej greckiej bogini domu, są najdokładniejszymi i najbardziej szczegółowymi istniejącymi symulacjami Drogi Mlecznej i jej bezpośredniego sąsiedztwa. Symulacje te przewidują, że w Grupie Lokalnej może znajdować się aż 12 ultrarozproszonych galaktyk czekających na odkrycie. Na podstawie analizy właściwości ultrarozproszonych galaktyk przeprowadzonej w symulacjach HESTIA zespół uważa, że kilka z tych galaktyk można bezpośrednio obserwować przy użyciu istniejących danych z przeglądów, takich jak Sloan Digital Sky Survey.
Bezpośrednie kosmologiczne sąsiedztwo Drogi Mlecznej znane jest jako „Bliskie Pole”. Jego główne galaktyki to para Droga Mleczna-Andromeda, której towarzyszy otoczenie mniejszych galaktyk, w tym Wielki Obłok Magellana, galaktyka Trójkąta (M33) i grupa galaktyk karłowatych o niskiej jasności. Poza około 3 Mpc istnieje kilka dużych galaktyk o podobnej wielkości (np. Centaurus A, M83, M81 itp.), dominuje zaś gromada galaktyk w Pannie. Można też wyróżnić włókno ciemnej materii, które rozciąga się od nas do Panny. Cała opisana powyżej struktura ogranicza się do płaszczyzny supergalaktycznej, do której przylega Lokalna Pustka.
W jeszcze większej skali gromada Panny i cała jej objętość lokalna tworzą część lokalnej supergromady Laniakea, która sama jest osadzona w „Kosmicznej Sieci”. Nasze Bliskie Pole jest najlepiej obserwowanym obszarem Wszechświata, dlatego tak ważne jest jego studiowanie, rozumienie i próby symulacji.
Wszechświat lokalny pokazany jako wycinek płaszczyzny supergalaktycznej. Lokalna Pustka znajduje się nad ukazaną płaszczyzną. Źródło: Libeskind i in. 2015.
Implikacje dla zrozumienia powstawania galaktyk
Odkrycie tych nowych galaktyk może mieć daleko idące konsekwencje dla naszego zrozumienia powstawania i ewolucji galaktyk. Obecne modele sugerują, że nawet połowa galaktyk o małej masie we Wszechświecie może się rozciągać i rozpraszać, a większość z nich będzie nieobserwowalna przy naszych obecnych możliwościach technologicznych. Ponieważ liczba galaktyk we Wszechświecie stanowi dobrą prognozę różnych modeli kosmologicznych, wielkość populacji ultrarozproszonych galaktyk w Grupie Lokalnej może zostać wykorzystana do wykluczenia niektórych z tych modeli.
Więcej informacji:
- Publikacja „Nieodkryte ultrarozproszone galaktyki grupy lokalnej”: “The Undiscovered Ultradiffuse Galaxies of the Local Group” Oliver Newton et al., The Astrophysical Journal Letters (2023). DOI: 10.3847/2041-8213/acc2bb
Opracowanie: Joanna Molenda-Żakowicz
Na ilustracji: GAMA 526784, ultrarozproszona galaktyka odległą o około 4 miliardy lat świetlnych, znajdująca się w gwiazdozbiorze Hydry. Źródło zdjęcia: NASA / ESA / Hubble / R. van der Burg / L. Shatz.
