Galaktikus árapály-katasztrófa miatt hiányozhat a sötét anyag egy rejtélyes csillagvárosból

7631

2018-ban egy nemzetközi kutatócsoport a NASA és az ESA Hubble-űrtávcsövének és több más obszervatórium adatainak segítségével felfedte, hogy kozmikus szomszédságunkban az egyik galaxisban szinte egyáltalán nincs sötét anyag. Az NGC 1052-DF2 jelű galaxis felfedezése meglepte a csillagászokat, mivel úgy gondolják, hogy a sötét anyag kulcsfontosságú a galaxisok kialakulásához és fejlődéséhez. Sötét anyag nélkül az ősi gáznak nem lett volna elég gravitációs vonzása ahhoz, hogy összeálljon, és új galaxisokat alakítson ki. Egy évvel később egy másik csillagvárost is felfedeztek, amelyből hiányzik a sötét anyag. Az NGC 1052-DF4 jelű galaxis tovább szította a vitát.

A Hubble-űrtávcső új adatai bizonyítékokkal szolgának az NGC 1052-DF4 jelű galaxisban történt árapály-katasztrófára. (Forrás: ESA/Hubble, NASA, Digitized Sky Survey 2; Davide de Martin)

A Hubble-űrtávcső új adatainak segítségével a kutatók kísérletet tettek arra, hogy megmagyarázzák a 45 millió fényévre lévő, NGC 1052-DF4 jelű galaxisban a sötét anyag hiányát. Mireia Montes (University of New South Wales) egy nemzetközi kutatócsoport élén vizsgálta a galaxisról készült felvételeket. Úgy gondolják, hogy a sötét anyag hiánya a galaxis egészére kiható árapály-katasztrófa (tidal disruption) hatásaival magyarázható. A szomszédos, nagy tömegű NGC 1035 jelű galaxis gravitációs ereje szétszakítja az NGC 1052-DF4-et. A folyamat során a sötét anyag elillan, míg a csillagok csak később fogják érezni a másik galaxissal való kölcsönhatás eredményeit.

A sötét anyag eltűnése mostanáig rejtve maradt a csillagászok előtt, mivel csak az extrém mélyég-felvételeken vizsgálhatók ezek a rendkívül halvány jelenségek. „Két módon vizsgáltuk a Hubble-űrtávcsővel az NGC 1052-DF4-ben zajló interakciót.” – magyarázta Montes. „A galaxis fényét figyeltük meg, valamint a galaxis környezetében található gömbhalmazok eloszlását.”

A spanyolországi Teide Obszervatórium IAC80 távcsövének felvételén az NGC 1052-DF4 jelű galaxis környezete látszik. Az ábrán kiemelték a látómező fő galaxisait, mint amilyen az NGC 1052-DF4 (középen), valamint szomszédja, az NGC 1035 (középen balra). (Forrás: M. Montes et al.)

A Hubble nagy felbontásának köszönhetően a csillagászok azonosítani tudták a galaxis környezetében található gömbhalmazokat. A 10,4 méteres kanári-szigeteki GTC, valamint az IAC80 teleszkóp adataival hasonlították össze a Hubble megfigyeléseit.

„Nem elég hosszú időn át megfigyelni egy objektumot. Létfontosságú, hogy az adatokat körültekintően kezeljük.” – magyarázza Raúl Infante-Sainz (Instituto de Astrofísica de Canarias), a kutatócsoport tagja. „Ezért volt fontos, hogy nem csak egyetlen teleszkópot vagy műszert használtunk, hanem több (mind földfelszíni, mind űrbéli) távcsövet a kutatás során. A Hubble nagy felbontásának köszönhetően azonosíthattuk a gömbhalmazokat, aztán a GTC fotometriai méréseivel megállapítottuk a fizikai jellemzőiket.”

A jelenlegi elméletek szerint a gömbhalmazok a galaxisokat létrehozó intenzív csillagszületési időszakokban jönnek létre. Kis méretük és nagy fényességük miatt könnyen megfigyelhetők, ezért segítségükkel jól vizsgálhatók a galaxisuk tulajdonságai. A kutatók az NGC 1052-DF4 jelű galaxist körülvevő gömbhalmazok térbeli eloszlásából betekintést nyerhetnek a galaxis állapotába. A halmazok elhelyezkedése arra utal, hogy a galaxisból szakadtak ki, és ez alátámasztja az árapályerők általi szétszaggatás elméletét.

A galaxis fényének elemzésével a kutatók bizonyítékot találtak az úgynevezett árapálycsóvák jelenlétére, amelyek az NGC 1052-DF4 jelű galaxisból távozó anyagból alakultak ki. Ez szintén arra utal, hogy árapály-katasztrófával van dolgunk. A további elemzések során arra jutottak, hogy a galaxis középső részei egyelőre érintetlenek, és a csillagtömegnek csupán nagyjából 7%-át teszik ki az árapálycsóvák. Ez azt jelenti, hogy a csillagoknál kevésbé koncentrált eloszlású sötét anyag már korábban és nagyobb arányban távozott el a galaxisból, de most már a külső csillagok is kezdenek kiszakadni.

„Ez az eredmény jól jelzi, hogy míg a sötét anyag elillant a rendszerből, a csillagok csak most kezdik megszenvedni a dolgot.” – magyarázta a kutatócsoport tagja, Ignacio Trujillo (Instituto de Astrofísica de Canarias). „Idővel az NGC 1052-DF4-et felfalja az NGC 1035-öt körülvevő hatalmas rendszer, miközben csillagainak egy része kirepül majd az űrbe.”

A galaxisból hiányzó sötét anyag árapály-katasztrófával történő magyarázata nemcsak egy fontos csillagászati problémát old meg, de általa fel is lélegezhetnek kicsit a kutatók. Enélkül ugyanis felül kellene bírálnunk mindazt, amit a gravitációról tudunk.

„E felfedezésnek köszönhetően összhangba kerülnek a galaxisok kialakulásával és fejlődésével kapcsolatos jelenlegi ismereteink a leginkább elfogadott kozmológiai modellel.” – tette hozzá Montes.

Az eredményeket közlő szakcikk a The Astrophysical Journal című szaklapban jelent meg.

Forrás: NASA

Hozzászólás

hozzászólás