Skupina astrofyzikov vedená Mireiou Montesovou, výskumníčkou z Inštitútu astrofyziky Kanárskych ostrovov (IAC), objavila najväčšiu a najrozšírenejšiu doteraz zaznamenanú galaxiu. Štúdia bola publikovaná v časopise Astronómia a astrofyzikaBoli použité údaje získané Gran Telescopio Canarias (GTC) a Green Bank Radio Telescope (GBT).

Nube je takmer neviditeľná trpasličia galaxia, ktorú objavil medzinárodný výskumný tím pod vedením Inštitútu astrofyziky Kanárskych ostrovov (IAC) v spolupráci s University of La Laguna (ULL) a ďalšími inštitúciami.

Meno navrhla 5-ročná dcéra jedného z výskumníkov skupiny a je spôsobené rozširujúcim sa vzhľadom tela. Jeho povrchový jas je taký slabý, že pri rôznych predchádzajúcich prieskumoch tejto časti oblohy zostal nepovšimnutý, akoby to bol nejaký duch. Je to preto, že jeho hviezdy sú rozložené tak veľké, že „Nube“ (po španielsky „oblak“) bolo takmer nezistiteľné.

Táto novoobjavená galaxia má súbor špecifických vlastností, ktoré ju odlišujú od predtým známych objektov. Výskumný tím odhaduje, že Nobi je trpasličia galaxia desaťkrát slabšia ako ostatné svojho typu, ale aj desaťkrát hmotnejšia ako iné objekty obsahujúce podobný počet hviezd. Aby sme ukázali, čo to znamená pre každého, kto sa trochu vyzná v astronómii, táto galaxia má asi tretinu veľkosti galaxie. mliečna dráhaJeho hmotnosť je však podobná hmotnosti Malého Magellanovho oblaku.

Obrázok galaxie Núbia cez rôzne ďalekohľady. Kredit: SDSS/GTC/IAC

„S našimi súčasnými znalosťami nechápeme, ako môže existovať galaxia s takými extrémnymi vlastnosťami,“ vysvetľuje Mireya Montes, prvá autorka článku, výskumníčka z IAC a ULL.

Ignacio Trujillo, druhý autor článku, už niekoľko rokov vykonáva analýzu založenú na snímkach SDSS (Sloan Digital Sky Survey), špecifický prúžok oblohy, v rámci projektu Legado del IAC Stripe 82. V jednom z prehľadov údajov si všimli slabú škvrnu, ktorá vyzerala dostatočne zaujímavo na to, aby sa vytvoril výskumný projekt.

Ďalším krokom bolo použitie viacfarebných, veľmi hlbokých obrázkov z Gran Telescopio Canarias (GTC), aby sa potvrdilo, že táto záplata v skenovaní nebola nejakým druhom chyby, ale veľmi rozšíreným objektom. Pre jeho slabosť je ťažké určiť Nobbyho presnú vzdialenosť. Pomocou pozorovania získaného pomocou teleskopu Green Bank Telescope (GBT) v Spojených štátoch výskumníci odhadli Nobiho vzdialenosť na 300 miliónov svetelných rokov, a to aj napriek pripravovaným pozorovaniam pomocou rádioteleskopu Very Large Array (VLA) a optického teleskopu Williama Herschela. (WHT) na observatóriu Roque de los Muchachos, La Palma, by im mala pomôcť ukázať, či je táto vzdialenosť správna. „Ak sa ukáže, že galaxia je bližšie, bude to stále veľmi zvláštny objekt a bude predstavovať veľkú výzvu pre astrofyziku,“ komentuje Ignacio Trujillo.

Existuje ďalšia výzva pre súčasný model temnej hmoty?

Všeobecným pravidlom je, že galaxie majú oveľa väčšiu hustotu hviezd vo svojich vnútorných oblastiach a že táto hustota rýchlo klesá s rastúcou vzdialenosťou od stredu. Montes však hovorí, že v Nobi sa „hustota hviezd v celom objekte líši len veľmi málo, preto je taký slabý a nemohli sme ho dobre pozorovať, kým sme nezískali veľmi hlboké obrázky z GTC“. „

Galaxia Núbia. Figúrka je kombináciou farebného a čiernobieleho obrázku, pre výber pozadia. Kredit: GTC/Mireya Montes

Nováčik zmiatol astronómov. Na prvý pohľadTím vysvetľuje, že neexistuje žiadna interakcia ani iný náznak jeho zvláštnych vlastností. Kozmologické simulácie nie sú schopné reprodukovať jeho „extrémne“ vlastnosti, a to ani na základe rôznych scenárov. „Sme ponechaní bez životaschopného vysvetlenia v rámci aktuálne akceptovaného kozmologického modelu, ktorým je model studenej tmavej hmoty,“ vysvetľuje Montes.

Model studenej tmavej hmoty dokáže reprodukovať rozsiahle štruktúry vo vesmíre, existujú však scenáre v malom meradle, ako napríklad Nobbyho, na ktoré nemôže poskytnúť dobrú odpoveď. Ukázali sme, ako to rôzne teoretické modely nedokážu reprodukovať, vďaka čomu je to jeden z najextrémnejších prípadov, aké sú doteraz známe. „Je možné, že s touto galaxiou a podobnými galaxiami, ktoré môžeme nájsť, môžeme nájsť ďalšie dôkazy, ktoré otvoria nové okno pre pochopenie vesmíru,“ komentuje Montes.

„Jednou atraktívnou možnosťou je, že nezvyčajné vlastnosti Nube nám ukazujú, že častice, ktoré tvoria temnú hmotu, majú veľmi malú hmotnosť,“ hovorí Ignacio Trujillo. Ak áno, nezvyčajné vlastnosti tejto galaxie by slúžili ako dôkaz vlastností kvantovej fyziky, ale v galaktickom meradle. Na záver dodáva: „Ak sa táto hypotéza potvrdí, bude to jeden z najkrajších prejavov prírody, ktorý spája svet menšieho so svetom väčšieho.

Referencia: „Temná galaxia približne o hmotnosti Malého Magellanovho oblaku“ od Mireya Montes, Ignacio Trujillo, Ananthan Karunakaran, Raul Infante-Saenz, Christine Speeks, Giulia Giulini, Michael Beasley, Maria Ciprian, Nocchia Ciampa, Mauro D'Onofrio, Lee Kelvin a Javier Roman, 9. januára 2024, Astronómia a astrofyzika.
doi: 10.1051/0004-6361/202347667