Odległa galaktyka prawie bez ciemnej materii grozi złamaniem naszej teorii dotyczącej formowania się galaktyk. Nowe dowody sugerują, że galaktyka nie jest anomalią – ale ofiarą kradzieży.
Ciemna materia – niewidzialna substancja tak zagadkowa, jak sugeruje jej nazwa – jest kluczowym składnikiem pomagającym galaktykom formować się i utrzymywać przy życiu.
Tworzy silną grawitację potrzebną do zapoczątkowania procesu formowania się galaktyk i utrzymania istniejących galaktyk w nienaruszonej strukturze.
Ale astronomowie byli zaskoczeni zeszłorocznym odkryciem NGC 1052-DF4, stabilnej i starej galaktyki prawie bez ciemnej materii. Jak galaktyka może istnieć bez tego ważnego składnika? Czy nasze teorie dotyczące powstawania galaktyk są błędne?
Niedawne badanie przeprowadzone przez międzynarodowy zespół pod kierownictwem UNSW Sydney sugeruje, że ciemna materia była tam od początku, ale została po prostu skradziona przez jej chciwego sąsiada. Astronomowie odkryli, że przyciąganie grawitacyjne pobliskiej masywnej galaktyki NGC 1035 usuwa jej gwiazdy i ciemną materię.
Badania opublikowane w Astrophysical Journal wyjaśniają, dlaczego w galaktyce brakuje tak dużej ilości ciemnej materii, nie zaprzeczając naszej dotychczasowej wiedzy na temat formowania się galaktyk.
Kiedy dwie galaktyki mijają się w bliskiej odległości, cierpią z powodu wzajemnego przyciągania grawitacyjnego. Nasze bardzo głębokie obrazowanie wykazało, że słabe gwiazdy są odciągane przez większą galaktykę – interakcja zwana zakłóceniem pływowymi – mówi dr Mireia Montes, główna autorka artykułu z UNSW Science and the Space Telescope Science Institute.
To samo zjawisko można spotkać również na Ziemi: w naszym przypadku grawitacyjne przyciąganie Księżyca wpływa na pływy oceaniczne na Ziemi. Jednak zakłócenia pływowe mogą spowodować, że galaktyki – które nie są tak trwałe, jak Ziemia czy Księżyc – tracą swój kształt.
Jeżeli teoria zakłóceń pływowych jest poprawna, mniejsza galaktyka NGC 1052-DF4 wkrótce zacznie wykazywać więcej oznak degradacji. Może się w końcu całkowicie rozpaść.
Dr Ignacio Trujillo, współautor artykułu i badacz z Instituto de Astrofísica de Canarias (IAC), mówi: Wcześniej galaktyka przestanie być kanibalizowana przez wielki układ wokół niej (NGC 1035), z przynajmniej niektórymi z ich gwiazd swobodnie przemieszczającymi się w przestrzeni kosmicznej.
Dr Montes i jej koledzy wykorzystali potężne teleskopy i techniki głębokiego obrazowania – w tym fotografię z długim czasem naświetlania do 60 godzin – aby znaleźć słabe wskazówki na zewnętrznych krawędziach galaktyki.
Wstępne badania wykazały, że galaktyka ma bardzo systematyczny kształt, co sugeruje, że żadne siły zewnętrzne jej nie zakłóciły. Ale nasze zdjęcia głębokiego pola pokazują, że w rzeczywistości na tę galaktykę oddziałuje sąsiednia galaktyka – właśnie została uchwycona na początku interakcji. Wewnętrzna część galaktyki zachowuje swój kształt, ale w zewnętrznych, słabszych częściach widać te „ogony pływowe”: gwiazdy, które już zostały oddzielone od galaktyki – mówi dr Montes.
Ponieważ ciemna materia jest niewidzialną siłą, można ją zaobserwować jedynie dzięki obserwacji tego, w jaki sposób obiekty gwiazdowe – takie jak gwiazdy i galaktyki – oddziałują z otaczającą je przestrzenią.
Ultragłębokie obrazowanie jest trudne nie tylko ze względu na olbrzymią ilość czasu potrzebną na dotarcie do takich głębokości, ale również niezwykle staranne przetwarzanie danych potrzebnych do zachowania najsłabszych struktur – mówi doktorant Raúl Infante-Sainz z IAC i drugi autor tego opracowania.
Opracowanie:
Agnieszka Nowak
Więcej informacji:
The case of the missing dark matter: new suspect found in galactic mystery
The Galaxy "Missing Dark Matter" NGC 1052-DF4 is Undergoing Tidal Disruption
Źródło: University of New South Wales
Na ilustracji: Widok nieba wokół galaktyk NGC1052-DF4 i NGC1052-DF2 - kolejnej galaktyki o niewielkiej lub zerowej ciemnej materii. Źródło: ESA/Hubble, NASA, Digitized Sky Survey 2 (Davide de Martin).
