Δεδομένα που συγκεντρώθηκαν από το διαστημικό τηλεσκόπιο «Hubble» της NASA, επιβεβαίωσαν την ύπαρξη γαλαξιών χωρίς σκοτεινή ύλη. Μία νέα μελέτη που δημοσιεύτηκε στο “The Astrophysical Journal Letters” τον Ιούνιο, βασίζεται σε 40 τροχιές του Hubble και σε εικόνες από την Advanced Camera for Surveys, η οποία έδειξε ότι ο υπερ-διάχυτος γαλαξίας (UDG), γνωστός ως «NGC1052-DF2» ή “DF2”, στερείται σκοτεινής ύλης. Ο ασυνήθιστος αυτός γαλαξίας υπολογίστηκε ότι απέχει 65 εκατομμύρια έτη φωτός από τη Γη, έχει περίπου το μέγεθος του δικού μας γαλαξία, αλλά μόνο το ένα διακοσιοστό των άστρων του. Επίσης, σε αντίθεση με τον δικό μας, δεν διαθέτει μαύρη τρύπα στο κέντρο του.
Η σκοτεινή ύλη, η οποία αποτελείται από σωματίδια που δεν απορροφούν, αντανακλούν ή εκπέμπουν φως, θεωρείται ευρέως ως βασικό συστατικό των γαλαξιών. Ενώ η σκοτεινή ύλη δεν μπορεί να φανεί άμεσα, η βαρυτική της δύναμη είναι σαν μια κόλλα που συγκρατεί τους γαλαξίες και διέπει την κίνηση της ύλης που μπορεί να παρατηρηθεί άμεσα.
Διαβάστε επίσης: Το τηλεσκόπιο Hubble της NASA εντοπίζει σπάνιο ζευγάρι διπλών κβάζαρ
Ο Pieter van Dokkum, επικεφαλής της ομάδας αστρονόμων του Πανεπιστημίου Yale που έκανε αυτή την ανακάλυψη, ανέφερε τα ακόλουθα:
«H εύρεση ενός γαλαξία χωρίς σκοτεινή ύλη είναι αναπάντεχη, καθώς αυτή η αόρατη μυστηριώδης ουσία αποτελεί την πιο κυρίαρχη όψη ενός γαλαξία. Νομίζαμε ότι οι γαλαξίες ξεκινούν πάντα τη ζωή τους ως συσσωματώσεις της σκοτεινής ύλης. Στη συνέχεια, συμβαίνουν όλα τα άλλα: αέριο πέφτει μέσα στη άλω της σκοτεινής ύλης, το αέριο μετατρέπεται σε άστρα, αυτά αργά μεγαλώνουν, ώσπου στο τέλος εμφανίζονται γαλαξίες όπως ο δικός μας. Όμως ο NGC1052-DF2 θέτει υπό αμφισβήτηση τις κυρίαρχες ιδέες για το σχηματισμό των γαλαξιών. Αν υπάρχει σκοτεινή ύλη σε αυτόν τον γαλαξία, θα είναι ελάχιστη. Τα άστρα του αρκούν για να εξηγήσουν όλη τη μάζα του και δεν φαίνεται να υπάρχει καθόλου έξτρα χώρος για τη σκοτεινή ύλη. Έτσι, προκύπτει το εξής ερώτημα: αν ένας γαλαξίας δεν ξεκίνησε με αφετηρία τη σκοτεινή ύλη, η οποία στη συνέχεια προσέλκυσε βαρυτικά την κοινή ύλη, τότε πώς σχηματίσθηκε;»
Ορισμένοι αστρονόμοι αμφισβήτησαν την ακρίβεια των μετρήσεων της απόστασης του γαλαξία NGC 1052-DF2 από τη Γη.
Ωστόσο, τώρα, στη νέα μελέτη που δημοσιεύθηκε στο “The Astrophysical Journal Letters”, ο van Dokkum, η μεταπτυχιακή φοιτήτρια Zili Shen και οι συνεργάτες τους, προσδιόρισαν εκ νέου την απόσταση της Γης από τον NGC 1052-DF2 κι επιβεβαίωσαν το προηγούμενο εύρημα.
Ο van Dokkum πρόσθεσε τα εξής: «Είναι εύλογο να υπάρχουν αστροφυσικοί που να αμφισβητούν το εύρημα, γιατί πρόκειται για εντελώς ασυνήθιστο αποτέλεσμα. Θα ήταν ωραίο αν υπήρχε μια απλή εξήγηση, όπως μια λάθος απόσταση. Αλλά νομίζω ότι είναι πιο διασκεδαστικό και πιο ενδιαφέρον αν πράγματι πρόκειται για έναν παράξενο γαλαξία».
Δείτε ακόμη: NASA: Η Γη απορροφά μία «άνευ προηγουμένου» ποσότητα θερμότητας
Ο ακριβής προσδιορισμός της απόστασης του γαλαξία DF2 από τη Γη είναι ζωτικής σημασίας για τον προσδιορισμό της σκοτεινής ύλης που περιέχει. Ο υπολογισμός της συνολικής μάζας βασίζεται στις κινήσεις των άστρων μέσα στον γαλαξία. Οι ταχύτητές τους επηρεάζονται από την βαρυτική αλληλεπίδραση. Οι επιστήμονες διαπίστωσαν ότι η παρατηρούμενη αστρική μάζα, η οποία εξαρτάται από την απόσταση, ταιριάζει με τη συνολική μάζα του γαλαξία, και αφήνει ελάχιστο χώρο για σκοτεινή ύλη.
Ωστόσο, αν ο DF2 βρισκόταν πιο κοντά στη Γη, όπως ισχυρίζονται ορισμένοι αστρονόμοι, θα ήταν εγγενώς πιο αμυδρός και με μικρότερη μάζα. Ο γαλαξίας, επομένως, θα έπρεπε να έχει περισσότερη σκοτεινή ύλη για να εξηγήσει τα παρατηρούμενα αποτελέσματα της ολικής μάζας.
Στην αρχική μελέτη, η ομάδα του van Dokkum υπολόγισε ότι ο γαλαξίας DF2 απείχε 65 εκατομμύρια έτη φωτός από τη Γη. Άλλες ερευνητικές ομάδες υπολόγισαν την απόσταση στα 42 εκατομμύρια έτη φωτός από την Γη.
Για τον επαναπροσδιορισμό της απόστασης, ο Van Dokkum και η Shen χρησιμοποίησαν το Hubble για να παρατηρήσουν γηραιότερα άστρα του γαλαξία, ερυθρούς γίγαντες που βρίσκονται στα εξωτερικά μέρη του, και από την λαμπρότητά τους υπολόγισαν την απόσταση του γαλαξία από τη Γη. Ανακάλυψαν μια απόσταση στα 72 εκατομμύρια έτη φωτός, επιβεβαιώνοντας στην ουσία τον αρχικό τους υπολογισμό και το συμπέρασμα ότι ο γαλαξίας αυτός δεν περιέχει σκοτεινή ύλη.
Πρόταση: Αφροδίτη: NASA, ESA και JAXA θα ανακαλύψουν τα μυστικά του πλανήτη;
Συνήθως, όταν παρατηρούμε έναν γαλαξία, βλέπουμε μόνο την κανονική ύλη που αποτελεί την «κορυφή του παγόβουνου». Δεν μπορούμε να δούμε το μεγαλύτερο μέρος της μάζας του που είναι η μυστηριώδης αόρατη σκοτεινή ύλη. Στην περίπτωση του γαλαξία DF2, αυτό που παρατηρούμε δεν είναι μόνο η κορυφή του παγόβουνου, αλλά ολόκληρο το παγόβουνο.
Ωστόσο, εξακολουθεί να παραμένει το μυστήριο σχετικά με το πώς σχηματίστηκε ένας γαλαξίας χωρίς σκοτεινή ύλη. Μετά την αρχική ανακάλυψη του van Dokkum το 2018, η αστρονόμος Shany Danieli, ανακάλυψε έναν δεύτερο γαλαξία – τον NGC 1052-DF4 – που επίσης δεν περιέχει σκοτεινή ύλη. Και το 2020, μια ανεξάρτητη ερευνητική ομάδα βρήκε 19 νάνους γαλαξίες που μπορεί να μην περιέχουν σκοτεινή ύλη.
Η Zili Shen εεπσήμανε τα εξής: «Υπάρχει ένα ρητό ότι οι εξαιρετικοί ισχυρισμοί απαιτούν εξαιρετικά αποδεικτικά στοιχεία και η νέα μέτρηση απόστασης υποστηρίζει κατηγορηματικά το συμπέρασμα ότι ο γαλαξίας DF2 δεν περιέχει σκοτεινή ύλη (ή περιέχει ελάχιστες ποσότητες). Μήπως λοιπόν ήρθε η ώρα να αρχίσει η συζήτηση για το πως δημιουργούνται αυτοί γαλαξίες;».
