Πέμπτη, 29 Μαρτίου 2018

Ένας γαλαξίας χωρίς σκοτεινή ύλη. Rare galaxy found without any dark matter

Μια φωτογραφία του γαλαξία NGC 1052-DF2 από το διαστημικό τηλεσκόπιο Hubble. This large, fuzzy-looking galaxy is so diffuse that astronomers call it a “see-through” galaxy because they can clearly see distant galaxies behind it. The ghostly object, catalogued as NGC 1052-DF2, doesn’t have a noticeable central region, or even spiral arms and a disk, typical features of a spiral galaxy. But it doesn’t look like an elliptical galaxy, either. Even its globular clusters are oddballs: they are twice as large as typical stellar groupings seen in other galaxies. All of these oddities pale in comparison to the weirdest aspect of this galaxy: NGC 1052-DF2 is missing most, if not all, of its dark matter. Credits: NASA, ESA, and P. van Dokkum (Yale University)

Οι γαλαξίες και η σκοτεινή ύλη πάνε χέρι-χέρι, καθώς δεν μπορείς να βρεις τον έναν, χωρίς να υπάρχει και η άλλη - έως τώρα τουλάχιστον. Όμως, για πρώτη φορά, οι αστρονόμοι βρήκαν ένα γαλαξία που φαίνεται να μην έχει σχεδόν καθόλου σκοτεινή ύλη, πράγμα που οι ίδιοι χαρακτήρισαν «σοκαριστικό», καθότι τελείως απρόσμενο.

Με δεδομένο αφενός ότι το σύμπαν κυριαρχείται από τη σκοτεινή ύλη, που είναι πολύ περισσότερη (έως το 85% του συνόλου της ύλης στο σύμπαν) από ό,τι η ορατή βαρυονική ύλη, και αφετέρου ότι η σκοτεινή ύλη αποτελεί το θεμέλιο που συγκρατεί τους γαλαξίες, η ανακάλυψη θεωρείται πραγματικά σημαντική.

Ο ασυνήθιστος γαλαξίας είναι ο NGC1052-DF2, σε απόσταση 65 εκατομμυρίων ετών φωτός από τη Γη. Έχει περίπου το μέγεθος του δικού μας γαλαξία, αλλά μόνο το ένα διακοσιοστό των άστρων του, ενώ -αντίθετα με τον δικό μας- δεν διαθέτει μαύρη τρύπα στο κέντρο του.

Paradoxically, a small galaxy that seems to contain none of the invisible stuff known as “dark matter” may help prove that it exists. The multi-lensed Dragonfly telescope in New Mexico has triggered a hunt for dim galaxies in our cosmic neighborhood. Credit: P. van Dokkum

Ο γαλαξίας μελετήθηκε από πολλά τηλεσκόπια (Τζέμινι και Κεκ Χαβάης, διαστημικό Χαμπλ κ.α.) για να υπάρξει διασταύρωση των αποτελεσμάτων. Οι ερευνητές, με επικεφαλής τον Πίτερ βαν Ντόκουμ του Πανεπιστημίου Γέιλ των ΗΠΑ, έκαναν τη σχετική δημοσίευση στο περιοδικό "Nature".

«H εύρεση ενός γαλαξία χωρίς σκοτεινή ύλη είναι αναπάντεχη, επειδή αυτή η αόρατη μυστηριώδης ουσία αποτελεί την πιο κυρίαρχη όψη ενός γαλαξία» δήλωσε ο Ντόκουμ.

An image from NASA’s Hubble Space telescope, that indicates a ring of dark matter surrounding a galaxy cluster. Image: NASA

«Επί δεκαετίες νομίζαμε ότι οι γαλαξίες ξεκινούν πάντα τη ζωή τους ως συσσωματώσεις της σκοτεινής ύλης. Στη συνέχεια συμβαίνουν όλα τα άλλα: αέριο πέφτει μέσα στη άλω της σκοτεινής ύλης, το αέριο μετατρέπεται σε άστρα, αυτά αργά μεγαλώνουν, ώσπου στο τέλος εμφανίζονται γαλαξίες όπως ο δικός μας. Όμως ο NGC1052-DF2 θέτει σε αμφισβήτηση τις κυρίαρχες ιδέες για το σχηματισμό των γαλαξιών».

«Αν υπάρχει καθόλου σκοτεινή ύλη σε αυτόν τον γαλαξία, θα είναι ελάχιστη. Τα άστρα του αρκούν για να εξηγήσουν όλη τη μάζα του και δεν φαίνεται να υπάρχει καθόλου έξτρα χώρος για τη σκοτεινή ύλη», πρόσθεσε. Από την άλλη, όπως είπε, «αυτό δείχνει ότι η σκοτεινή ύλη είναι ξεχωριστή από τους γαλαξίες. Είναι πραγματική, αλλά έχει τη δική της ξεχωριστή ύπαρξη από τα άλλα συστατικά των γαλαξιών».

Με άλλα λόγια, προκύπτει το ερώτημα: αν ένας γαλαξίας δεν ξεκίνησε με αφετηρία τη σκοτεινή ύλη, η οποία στη συνέχεια προσέλκυσε βαρυτικά την κοινή ύλη, τότε πώς σχηματίσθηκε;

NASA's Hubble Space Telescope took an image of a bizarre, ghostly looking galaxy called NGC 1052-DF2 that astronomers calculate to have little to no dark matter. This is the first galaxy astronomers have discovered to be so lacking in dark matter, which is thought to comprise 85% of our universe's mass. Credits: NASA's Goddard Space Flight Center/Scientific Visualization Studio

Οι επιστήμονες έκαναν λόγο για «ένα γαλαξία απόλυτο μυστήριο, που δεν προβλέπεται από καμία θεωρία, τα πάντα πάνω του είναι παράξενα. Είναι τελείως άγνωστο πώς είναι δυνατό να σχηματισθεί ένας τέτοιος γαλαξίας». Δεν αποκλείουν πλέον ότι πιθανώς υπάρχουν περισσότεροι τρόποι για να δημιουργηθεί ένας γαλαξίας και όχι μόνο ξεκινώντας από ένα πυρήνα σκοτεινής ύλης.

Οι αστρονόμοι θα ψάξουν μήπως βρουν και άλλους τέτοιους γαλαξίες στο σύμπαν. Ήδη έχουν υποψίες για τρεις, τους οποίους θα παρατηρήσουν καλύτερα.