Готово невидљива галаксија изазива парадигму тамне материје

Група астрофизичара на челу са Мирејом Монтес, истраживачем на Институту за астрофизику Канарских острва (ИАЦ), открила је највећу и најраспрострањенију галаксију забележену до данас. Студија је објављена у часопису Астрономија и астрофизикаКоришћени су подаци добијени од Гран Телесцопио Цанариас (ГТЦ) и Греен Банк Радио Телесцопе (ГБТ).

Нубе је готово невидљива патуљаста галаксија коју је открио међународни истраживачки тим предвођен Институтом за астрофизику Канарских острва (ИАЦ) у сарадњи са Универзитетом Ла Лагуна (УЛЛ) и другим институцијама.

Име је предложила петогодишња ћерка једног од истраживача групе, а настало је због раширеног изгледа тела. Његов површински сјај је толико слаб да је остао непримећен у разним претходним прегледима овог дела неба, као да је у питању неки дух. То је зато што су његове звезде толико раширене да је „Нубе“ (на шпанском „облак“) био готово неприметан.

Ова новооткривена галаксија има скуп специфичних својстава која је разликују од раније познатих објеката. Истраживачки тим процењује да је Ноби патуљаста галаксија десет пута слабија од других овог типа, али и десет пута масивнија од других објеката који садрже сличан број звезда. Да покажемо шта ово значи свакоме ко зна мало астрономије, ова галаксија је отприлике трећина величине галаксије Млечни путАли његова маса је слична оној у Малом Магелановом облаку.

Слика галаксије Нубије кроз различите телескопе. Кредит: СДСС/ГТЦ/ИАЦ

„Са нашим тренутним сазнањима, не разумемо како би галаксија са таквим екстремним својствима могла да постоји“, објашњава Миреја Монтес, први аутор чланка, истраживач у ИАЦ-у и УЛЛ-у.

Већ неколико година, Игнацио Трујилло, други аутор чланка, врши анализу, засновану на сликама СДСС (Слоан Дигитал Ски Сурвеи), специфична пруга на небу, у оквиру пројекта Легадо дел ИАЦ Стрипе 82. У једном од прегледа података приметили су бледу мрљу која је изгледала довољно занимљиво да се постави истраживачки пројекат.

Следећи корак је био коришћење вишебојних, веома дубоких слика са Гран Телесцопио Цанариас (ГТЦ), како би се потврдило да ова закрпа у скенирању није била нека врста грешке, већ веома распрострањен објекат. Због његове слабости, тешко је одредити Нобијеву тачну удаљеност. Користећи посматрање добијено телескопом Грин Бенк (ГБТ), у Сједињеним Државама, истраживачи су проценили да је Нобијева удаљеност 300 милиона светлосних година, упркос предстојећим посматрањима помоћу радио телескопа Вери Ларге Арраи (ВЛА) и оптичког телескопа Виллиам Херсцхел. (ВХТ) у опсерваторији Рокуе де лос Муцхацхос, Ла Палма, требало би да им помогне да покажу да ли је ова удаљеност тачна. „Ако се покаже да је галаксија ближа, то ће и даље бити веома чудан објекат и представљаће велики изазов за астрофизику“, коментарише Игнацио Трујилло.

Постоји ли још један изазов за тренутни модел тамне материје?

Опште правило је да галаксије имају много већу густину звезда у својим унутрашњим регионима и да се та густина брзо смањује са повећањем удаљености од центра. Међутим, Монтес каже да у Нобију „густина звезда веома мало варира у целом објекту, због чега је тако слаба, и нисмо могли да је посматрамо добро док нисмо добили веома дубоке слике са ГТЦ-а“. „

Нубиа Галаки. Слика је комбинација слике у боји и црно-беле слике, за избор позадине. Кредит: ГТЦ/Миреиа Монтес

Новајлија је збунила астрономе. На први погледТим објашњава да нема интеракције или других назнака његових чудних својстава. Космолошке симулације нису у стању да репродукују његове „екстремне“ особине, чак ни на основу различитих сценарија. „Остали смо без одрживог објашњења у оквиру тренутно прихваћеног космолошког модела, а то је модел хладне тамне материје“, објашњава Монтес.

Модел хладне тамне материје може да репродукује велике структуре у свемиру, али постоје сценарији малих размера, као што је Нобијев, за које не може дати добар одговор. Показали смо како га различити теоријски модели не могу репродуковати, што га чини једним од најекстремнијих случајева познатих до сада. „Могуће је да са овом галаксијом, и сличним галаксијама које можемо пронаћи, можемо пронаћи додатне доказе који ће отворити нови прозор у разумевању универзума“, коментарише Монтес.

„Једна атрактивна могућност је да нам необичне особине Нубеа показују да честице које чине тамну материју имају веома малу масу“, каже Игнацио Трујилло. Ако је тако, необичне особине ове галаксије послужиле би као доказ својстава квантне физике, али на галактичкој скали. Он закључује: „Ако се ова хипотеза потврди, то ће бити једна од најлепших манифестација природе, која спаја свет мањег са светом већег.

Референца: „Тамна галаксија која је отприлике маса Малог Магелановог облака“ од Миреје Монтес, Игнасија Трухиља, Анантана Карунакарана, Раула Инфанте-Саенза, Кристин Спекс, Ђулије Ђулинија, Мајкла Бизлија, Марије Сипријан, Нокија Чампе, Маура Д'Онофрија Ли Келвин и Хавијер Роман, 9. јануара 2024. Астрономија и астрофизика.
дои: 10.1051/0004-6361/202347667