Tovább folytatódik a sötét anyagban szegény galaxis vitája
Mikor a Hubble-űrtávcsővel egy furcsa, a részletesebb vizsgálatok alapján sötét anyagot nem tartalmazó galaxisra bukkantak, néhányan ezt megkérdőjelezve inkább más, egyszerűbb magyarázatok után kutattak. A sötét anyag elvégre is az a láthatatlan ,,ragasztó”, ami az Univerzum anyagának jelentős részét alkotja. Az eddigi tudásunk alapján minden galaxisban dominál, sőt, némely galaxisok óriási sötét anyag halók belsejében alakulnak ki. Éppen ezért egy olyan galaxis, amelyben nincsen sötét anyag, alapjaiban kérdőjelezi meg ezt az általános nézetet – akár a galaxisok kialakulásáról és fejlődéséről alkotott elméleteket is felboríthatja.
Mikor a meglepő felfedezésüket Pieter van Dokkum és munkatársai 2018-ban bemutatták, több csoport is beszállt a számítások helyességének vitájába. Akkor a spanyol Instituto de Astrofísica de Canarias (IAC) egy kutatócsoportja öt független módszert bevetve érvelt amellett, hogy az eredeti 64 millió fényéves távolság helyett csupán 42 millió fényévre található tőlünk a kérdéses galaxis. A pontos távolságmérés elengedhetetlen, attól függ ugyanis számos olyan paraméter, amelyből a sötét anyag mennyiségét meg lehet határozni.
Eredeti eredményeiket azonban egy összetettebb Hubble-méréssel támasztják alá legújabb tanulmányukban, amely az Astrophysical Journal Letters tudományos folyóiratban jelent meg. Ha az NGC 1052-DF2 (vagy röviden csak DF2) galaxis olyan messze van, ahogyan van Dokkum csoportja számolta, a sötét anyag tartalma mindössze néhány százalék lehet. A kutatók a galaxisban látható csillagok mozgását tanulmányozva jutottak erre az eredményre, a sebességeiket ugyanis befolyásolja a gravitáció vonzó hatása. Az akkori eredmények szerint a megfigyelt csillagok kiadják a galaxis össztömegét, így nem nagyon marad hely a sötét anyagnak. Ha viszont a DF2 valóban közelebb van, ahogyan több csillagász is érvelt, akkor ebből eredően halványabb és kisebb a tömege is, tehát szükség lenne a sötét anyagra a teljes számított tömeg eléréséhez.
Az eredeti felfedezést publikáló kutatócsoport tagja, Zili Shen elmondása szerint az új Hubble-méréseknek köszönhetően meg tudták erősíteni, hogy a DF2 nem csak messzebb van a Földtől, mint más csillagászok javasolták, de még az első számításaiknál is távolabb helyezkedik el. Az új távolság 72 millió fényév, mely 7 millióval több az eredeti, 2018-as 65 millió fényéves értéknél, és 30 millióval távolabb, mint az IAC számításai szerinti 42 millió fényév.
Az új eredményeket a Hubble Advanced Camera for Surveys kamerájának hosszú expozíciós felvételei alapján szerezték. Idősödő vörös óriáscsillagokra vadásztak a galaxis külső régióiban, amelyek fejlődésük során ugyanazt a maximális fényességet érik el. Az objektumok valódi fényességének ismeretében meg lehet határozni hatalmas intergalaktikus távolságokat is, így a legfényesebb vörös óriáscsillagok használata más, közeli galaxisok esetén is jól működött.
A pontosabb Hubble-mérések ismeretében újabb érvet nyert az eredeti megállapítás, miszerint a galaxisban alacsony a sötét anyag mennyisége. Pieter van Dokkum ,,áttetsző galaxisnak” is nevezte, amelyben a csillagok teljesen szét vannak szórva. A DF2 közel ugyanolyan átmérőjű, mint a Tejútrendszer, de mégis 200-szor kevesebb csillagot tartalmaz. Nincs észrevehető központi tartománya, spirálkarjai, vagy korongja sem. A tanulmány eredményei szerint pedig legfeljebb 1/400-át tartalmazza a várt sötét anyag mennyiségének. A galaxis kialakulását, illetve fejlődését továbbra is homály fedi.
Nem a DF2 az egyetlen sötétanyag-hiányos galaxis. Shany Danieli 2020-ban mutatta be az NGC 1052-DF4 (vagy röviden DF-4) galaxist, amely úgy fest, hogy szintén túl kevés sötét anyagok tartalmaz. Ebben az esetben viszont arra a magyarázatra jutottak, hogy a hiányt árapály-katasztrófa okozhatta. Vélhetőleg mind a DF2, mind a DF4 a galaxisok egy csoportjába tartozhat, az új eredmények szerint viszont 6,5 millió fényévvel messzebb vannak egymástól, mint eredetileg gondolták; a DF2 úgy tűnik elsodródott a csoportosulástól és izolálódott az űrben.
Valószínűleg mind a ketten ugyanabban a csoportban, ugyanabban az időben alakulhattak ki, így elképzelhető, hogy valamilyen szempontból speciális helyen jöhettek létre. Más csoportok is vadásznak sötét anyagban szegény galaxisokra, 2020-ban például 19 hasonlóan szokatlan törpegalaxisról számoltak be. A rejtélyes kérdés megoldásához azonban még rengeteg olyan galaxist kell feltérképezni, amelyben a vártnál jóval kevesebb sötét anyag található.
Forrás: csillagászat.hu
