NASA: Εντοπίστηκε σχεδόν αόρατος «γαλαξίας-φάντασμα» που αποτελείται από 99% σκοτεινή ύλη
Οι περισσότεροι γαλαξίες λάμπουν με δισεκατομμύρια αστέρια που φωτίζουν το σύμπαν σε τεράστιες αποστάσεις. Ωστόσο, μια μικρή και ασυνήθιστη κατηγορία γαλαξιών μόλις που διακρίνεται. Πρόκειται για τους γαλαξίες χαμηλής επιφανειακής λαμπρότητας, τόσο αμυδρούς ώστε είναι δύσκολο να εντοπιστούν και τόσο φτωχούς σε αστέρια που η σκοτεινή ύλη αποτελεί το μεγαλύτερο μέρος της μάζας τους.
Ένα από αυτά τα «κρυμμένα» ουράνια σώματα, γνωστό ως CDG-2, ενδέχεται να συγκαταλέγεται στους πιο σκοτεινούς, δηλαδή στους πιο πλούσιους σε σκοτεινή ύλη γαλαξίες που έχουν εντοπιστεί ποτέ. Η ανακάλυψη δημοσιεύθηκε στο επιστημονικό περιοδικό The Astrophysical Journal Letters.
Πώς οι αστρονόμοι εντόπισαν τον CDG-2
Ο εντοπισμός τόσο αμυδρών γαλαξιών αποτελεί τεράστια πρόκληση. Ο David Li του Πανεπιστημίου του Τορόντο και η ερευνητική του ομάδα χρησιμοποίησαν προηγμένες στατιστικές μεθόδους για να αναζητήσουν ενδείξεις ύπαρξης τέτοιων συστημάτων. Αντί να αναζητήσουν άμεσα το αχνό φως των άστρων, επικεντρώθηκαν σε πυκνές συγκεντρώσεις από σφαιρωτά σμήνη αστέρων, τα οποία συνήθως περιφέρονται γύρω από γαλαξίες και μπορούν να λειτουργήσουν ως δείκτες της παρουσίας τους.
Με αυτή τη μέθοδο, η ομάδα εντόπισε δέκα ήδη γνωστούς γαλαξίες χαμηλής λαμπρότητας, καθώς και δύο ακόμη πιθανούς υποψήφιους «σκοτεινούς» γαλαξίες.
Επιβεβαίωση με Hubble, Euclid και Subaru
Για να επαληθεύσουν έναν από τους υποψήφιους γαλαξίες, οι αστρονόμοι στράφηκαν σε τρία ισχυρά παρατηρητήρια: το Διαστημικό Τηλεσκόπιο Hubble της NASA, το Euclid της ESA (Ευρωπαϊκός Οργανισμός Διαστήματος) και το επίγειο τηλεσκόπιο Subaru στη Χαβάη. Οι εικόνες υψηλής ανάλυσης από το Hubble αποκάλυψαν τέσσερα σφαιρωτά σμήνη αστέρων μέσα στο σμήνος γαλαξιών του Περσέα, σε απόσταση περίπου 300 εκατομμυρίων ετών φωτός από τη Γη.
Η συνδυαστική ανάλυση δεδομένων από τα Hubble, Euclid και Subaru αποκάλυψε μια αχνή, διάχυτη λάμψη γύρω από τα σμήνη. Αυτή η λεπτή «άλως» φωτός αποτέλεσε ισχυρή ένδειξη ότι υπήρχε ένας υποκείμενος γαλαξίας.
«This is the first galaxy detected solely through its globular cluster population», δήλωσε ο Li, προσθέτοντας ότι «υπό συντηρητικές παραδοχές, τα τέσσερα σμήνη αντιπροσωπεύουν ολόκληρο τον πληθυσμό σφαιρωτών σμηνών του CDG-2».
Ένας γαλαξίας σχεδόν εξ ολοκλήρου από σκοτεινή ύλη
Οι πρώτες μετρήσεις δείχνουν ότι ο CDG-2 εκπέμπει φως ισοδύναμο με περίπου έξι εκατομμύρια ήλιους. Εντυπωσιακό είναι ότι τα τέσσερα σφαιρωτά σμήνη αντιστοιχούν στο 16% όλης της ορατής λάμψης του γαλαξία. Ακόμη πιο αξιοσημείωτο είναι πως περίπου το 99% της συνολικής του μάζας φαίνεται να αποτελείται από σκοτεινή ύλη.
Το μεγαλύτερο μέρος του υλικού που απαιτείται για τον σχηματισμό άστρων, κυρίως υδρογόνο, πιθανότατα απομακρύνθηκε λόγω βαρυτικών αλληλεπιδράσεων με άλλους γαλαξίες στο πυκνό σμήνος του Περσέα.
Τα ίδια τα σφαιρωτά σμήνη είναι εξαιρετικά πυκνά και δεμένα από τη βαρύτητα. Αυτό τα καθιστά ανθεκτικά στις βαρυτικές διαταραχές, επιτρέποντάς τους να αποτελούν αξιόπιστους ιχνηλάτες αμυδρών και «φασματικών» γαλαξιών όπως ο CDG-2.
Το μέλλον των ερευνών για γαλαξίες σκοτεινής ύλης
Καθώς οι μεγάλες αποστολές χαρτογράφησης του ουρανού, όπως το Euclid, το επικείμενο Nancy Grace Roman Space Telescope της NASA και το Παρατηρητήριο Vera C. Rubin, συνεχίζουν να επεκτείνονται, οι επιστήμονες αξιοποιούν ολοένα και περισσότερο τη μηχανική μάθηση και προηγμένα στατιστικά εργαλεία για την ανάλυση τεράστιων όγκων δεδομένων.
Το Διαστημικό Τηλεσκόπιο Hubble παραμένει σε λειτουργία για πάνω από τρεις δεκαετίες και εξακολουθεί να αποτελεί θεμέλιο της αστρονομικής έρευνας. Είναι κοινό εγχείρημα της NASA και της ESA. Το Κέντρο Διαστημικών Πτήσεων Goddard της NASA στο Μέριλαντ έχει την ευθύνη των επιχειρησιακών λειτουργιών, με πρόσθετη υποστήριξη από τη Lockheed Martin Space στο Ντένβερ. Το Ινστιτούτο Επιστήμης Διαστημικού Τηλεσκοπίου στη Βαλτιμόρη, που λειτουργεί υπό την Ένωση Πανεπιστημίων για την Έρευνα στην Αστρονομία, διαχειρίζεται τις επιστημονικές δραστηριότητες του Hubble για τη NASA.