Τι δείχνει ένας γαλαξίας- αίνιγμα για το «σκοτεινότερο» μυστήριο του σύμπαντος
Όταν αστρονόμοι εντόπισαν, χρησιμοποιώντας το Hubble της NASA, έναν περίεργο γαλαξία ο οποίος φαινόταν να μην έχει πολλή σκοτεινή ύλη, κάποιοι θεώρησαν πως η ανακάλυψη αυτή ήταν πολύ περίεργη για να είναι αληθινή, και αναζήτησαν μια πιο απλή εξήγηση.
Για να τεκμηριώσουν τα ευρήματά τους, που είχαν αναφερθεί αρχικά το 2018, επιστήμονες υπό τον Πίτερ βαν Ντόκουμ του Πανεπιστημίου Γέιλ, συνέχισαν με μια στενότερη ματιά του Hubble στον γαλαξία, ο οποίος είναι γνωστός ως NGC 1052-DF2 (οι επιστήμονες αναφέρονται σε αυτόν ως DF2).
Η σκοτεινή ύλη αποτελεί ένα από τα μεγαλύτερα μυστήρια του σύμπαντος, και ο καθορισμός της ποσότητάς της στον γαλαξία βασίζεται στην ακρίβεια των μετρήσεων όσον αφορά στην απόστασή του από τη Γη.
Αν ο DF2 είναι τόσο μακριά όσο λέει η ομάδα του βαν Ντόκουμ, τότε το περιεχόμενο σκοτεινής ύλης του θα μπορούσε να είναι ένα αρκετά μικρό ποσοστό. Τα συμπεράσματα της ομάδας βασίζονται στην κίνηση των άστρων εντός του γαλαξία- οι ταχύτητές τους επηρεάζονται από την έλξη της βαρύτητας. Οι ερευνητές διαπίστωσαν πως ο παρατηρούμενος αριθμός άστρων αντιπροσωπεύει τη συνολική μάζα του γαλαξία, και δεν υπάρχει πολύς χώρος για τη σκοτεινή ύλη. Ωστόσο, αν ο DF2 ήταν πιο κοντά στη Γη, όπως λένε κάποιοι αστρονόμοι, θα ήταν πιο αχνός και λιγότερο μεγάλος. Ο γαλαξίας, ως εκ τούτου, θα χρειαζόταν σκοτεινή ύλη για να δικαιολογούνται οι παρατηρήσεις ως προς τη συνολική μάζα.
Η Ζίλι Σεν, μέλος της ομάδας, λέει πως οι νέες παρατηρήσεις βοηθούν να επιβεβαιωθεί πως ο DF2 δεν είναι μόνο πιο μακριά από τη Γη από ό,τι πιστεύουν κάποιοι αστρονόμοι, μα και λίγο πιο μακριά από τις αρχικές εκτιμήσεις της ομάδας. Η εκτιμώμενη νέα απόσταση είναι 72 εκατ. έτη φωτός αντί για 42 εκατ. έτη φωτός, όπως είχαν αναφέρει άλλες ανεξάρτητες ομάδες. Αυτό βάζει τον γαλαξία ακόμα πιο μακριά από την αρχική εκτίμηση του 2018, των 65 ετών φωτός. Ως εκ τούτου, επιβεβαιώνεται το αρχικό συμπέρασμα περί ενός γαλαξία με έλλειψη σκοτεινής ύλης- και το μυστήριο ως προς το γιατί ο γαλαξίας αυτός στερείται σε τέτοιον βαθμό τη σκοτεινή ύλη εξακολουθεί να παραμένει.
«Για κάθε σχεδόν γαλαξία που παρατηρούμε, λέμε ότι δεν μπορούμε να δούμε την περισσότερη μάζα επειδή είναι σκοτεινή ύλη» εξήγησε ο βαν Ντόκουμ. «Αυτό που βλέπεις είναι μόνο η κορυφή του παγόβουνου με το Hubble. Μα σε αυτή την περίπτωση, αυτό που βλέπεις είναι αυτό που έχεις. Το Hubble στα αλήθεια δείχνει ολόκληρο το πράγμα. Αυτό είναι. Όχι μόνο η κορυφή του παγόβουνου, μα ολόκληρο το παγόβουνο».
Ο DF2 είναι σαν μια γιγαντιαία μπάλα μπαμπακιού- ο βαν Ντόκουμ κάνει λόγο για έναν «διάφανο γαλαξία» (see through), με πολύ απλωμένα τα άστρα του. Έχει πλάτος περίπου σαν τον δικό μας, μα μόνο το 1/200 των άστρων του. Ο περίεργος αυτός γαλαξίας δεν φαίνεται να έχει κεντρική περιοχή, βραχίονες ή δίσκο. Η ομάδα εκτιμά πως περιέχει το πολύ το 1/400 της σκοτεινής ύλης που θα περίμεναν οι επιστήμονες. Οπότε το πώς σχηματίστηκε παραμένει μυστήριο.
Αξίζει να σημειωθεί πως δεν είναι ο μόνος γαλαξίας με έλλειψη σκοτεινής ύλης: Το 2020 είχαν γίνει μετρήσεις, πάλι με το Hubble, για τον υπολογισμό της απόστασης ενός άλλου, του NGC 1052-DF4 (ή απλά DF4) που στερείται επίσης σκοτεινής ύλης. Σε αυτή την περίπτωση, ωστόσο, κάποιοι επιστήμονες πιστεύουν ότι η σκοτεινή ύλη μπορεί να χάθηκε από τον γαλαξία λόγω παλιρροιακών δυνάμεων από κάποιον άλλο γαλαξία.
Οι επιστήμονες πιστεύουν ότι τόσο o DF2 όσο και ο DF4 ήταν μέλη μιας «συλλογής» γαλαξιών. Ωστόσο οι νέες παρατηρήσεις δείχνουν ότι είναι 6,5 εκατ. έτη φωτός μακριά ο ένας από τον άλλο- περισσότερο από ό,τι είχε υπολογιστεί από την αρχή. Επίσης, φαίνεται πως ο DF2 έχει απομακρυνθεί από την «ομάδα» του και είναι απομονωμένος στο Διάστημα.
Όπως υπογραμμίζει ο βαν Ντόκουμ, η ανακάλυψη ενός γαλαξία χωρίς σκοτεινή ύλη λέει στους αστρονόμους κάτι για την αόρατη αυτή ύλη: «Στο άρθρο μας το 2018, λέγαμε πως αν έχεις έναν γαλαξία χωρίς σκοτεινή ύλη και άλλοι γαλαξίες φαίνονται να έχουν, αυτό σημαίνει πως η σκοτεινή ύλη είναι πραγματική και υπάρχει- δεν είναι οφθαλμαπάτη».
