Záhada chýbajúcej temnej hmoty vo vesmíre vyriešená. Knihy prepisovať nebudeme

Keď v roku 2018 objavil medzinárodný tím vedcov pomocou Hubblovho vesmírneho teleskopu a niekoľkých ďalších observatórií galaxiu s krkolomným názvom NGC 1052-DF2, celá astronomická komunita zostala šokovaná. Uvedená galaxia totiž postrádala jednu kľúčovú “ingredienciu“, pomocou ktorej sa formujú galaxie – temnú hmotu.

Galaxia bez temnej hmoty, anomália, či bežná záležitosť?

Od tej doby sa objavilo množstvo dohadov a špekulácií, či naše teórie o formovaní galaxií sú správne, alebo sme sa celý čas mýlili. Olej do ohňa prilial aj minuloročný objav galaxie NGC 1052-DF4, ktorá vyvolala medzi astronomickou komunitou ďalšie intenzívne debaty o povahe týchto objektov.

Zdá sa však, že tomu všetkému je raz a navždy koniec, vďaka štúdii publikovanej v žurnále Astrophysical Journal, ktorá naznačuje, že NGC 1052-DF4 nie je žiadnou anomáliou, ale skôr obeťou krádeže, o téme informoval portál Phys.

Zarija Lukic/Lawrence Berkeley National Laboratory

Hoci samotná temná hmota patrí medzi najväčšie záhady modernej fyziky, je veľmi podstatnou súčasťou vesmíru. Tvorí totiž až 85 % všetkej hmoty a napriek tomu, že ju nedokážeme priamo detegovať, nedokážeme ani presne určiť, čo temná hmota vlastne je, vieme, že vesmír sa nechová úplne tak, ako by mal, ak aplikujeme našu súčasnú fyziku na to, čo môžeme priamo pozorovať.

Táto atypickosť sa najviac prejavuje pri hviezdach nachádzajúcich sa vo vonkajších okrajoch galaxií, ktoré sa pohybujú rýchlejšie ako by mali. Viac o temnej hmote, alebo o tom, ako asi zhruba môže vyzerať sa dočítaš na tomto odkaze.

Ak teda samotnej galaxii chýba temná hmota, vieme, že niečo určite nie je v poriadku, a to buď s našim chápaním formovania galaxií, alebo so samotnou galaxiou. Naše teórie o vzniku galaxií totiž pracujú s tým, že temná hmota je kľúčový prvok, bez ktorého by galaxie nemohli vzniknúť, pretože primordiálny plyn by sa bez nej nedokázal zrútiť, upozornil portál SpaceTelescope.

Ako je možne, že sme objavili galaxie bez temnej hmoty?

Nová štúdia vykonaná pod hlavičkou UNSW (University of New South Wales) Sydney  naznačuje, že galaxia NGC 1052-DF4 mala na svojom počiatku, tak ako aj ostatné galaxie, temnú hmotu, avšak časom o ňu prišla.

„Temná hmota tam nie je, pretože už bola odstránená“, uviedla Mireia Montes, hlavná autorka štúdie. „Zistili sme, že silné gravitačné pôsobenie z blízkej masívnej galaxie NGC 1035 odstraňuje jej hviezdy a temnú hmotu“, dodala.

Veľká galaxia NGC1035 nachádzajúca sa v ľavej časti obrázka Montes et al.

Inými slovami, vedci prišli na to, že za chýbajúcou temnou hmotou stojí jav nazývaný slapová disrupcia (tidal disruption). K nemu dochádza prostredníctvom gravitačných síl spomínanej susednej galaxie, ktorá doslova trhá NGC 1052-DF4 na kusy.

Vplyvom tohto procesu došlo k odstráneniu temnej hmoty, zatiaľ čo hviezdy účinky slapovej disrupcie začnú v plnej miere pociťovať o niečo neskôr.

„Keď dve galaxie prechádzajú blízko seba, gravitačne sa ovplyvňujú“, vysvetľuje Montesová. „Naše veľmi hlboké zobrazovanie ukázalo, že nejasné hviezdy sú priťahované väčšou galaxiou – interakcia sa volá slapová disrupcia“.

Štúdiom svetla vychádzajúceho z galaxie astronómovia tiež našli určité dôkazy o slapových chvostoch (tidal tails), ktoré smerujú von z NGC 1052-DF4, čo podporuje ich záver, že skutočne ide o slapovú disrupciu. Ďalšia analýza tiež ukázala, že centrálna časť galaxie zostáva zatiaľ nedotknutá a slapové chvosty predstavujú asi len 7 % hviezdnej hmoty.

To znamená, že temná hmota, ktorá je menej koncentrovaná ako hviezdy, bola predtým prednostne odstránená z galaxie a teraz sa začínajú „strácať“ aj vonkajšie hviezdne zložky.

„Tento výsledok je dobrým indikátorom, že zatiaľ čo temná hmota sa z galaxie odparila, hviezdy začínajú až teraz pociťovať účinky slapovej disrupcie“,  dodal na záver člen výskumného tímu Ignacio Trujillo.

Čítajte viac z kategórie: Novinky