Jest prawie niewidoczna. Astronomowie odkryli galaktykę o dziwnych cechach

Nube wprawia astronomów w zakłopotanie. Gęstość gwiazd w galaktykach jest znacznie większa w ich wewnętrznych obszarach i szybko spada wraz ze wzrostem odległości od centrum. Ale galaktyka Nube jest inna. Gęstość gwiazd w tej galaktyce zmienia się bardzo nieznacznie na całym jej obszarze. Dlatego jest tak słabo widoczna i przeszła niezauważona w różnych poprzednich badaniach tej części nieba.

Sama galaktyka otrzymała nazwę odnoszącą się do jej rozproszonej gęstości, jakby była jakimś rodzajem ducha. Nube to po hiszpańsku "chmura", a nazwę zaproponowała 5-letnia córka jednego z badaczy.

Wyniki badań opublikowano w czasopiśmie "Astronomy & Astrophysics' (DOI: 10.1051/0004-6361/202347667).

Na dziwną galaktykę natknął się międzynarodowy zespół naukowców kierowany przez badaczy z Instituto de Astrofísica de Canarias (IAC) we współpracy z Uniwersytetem La Laguna (ULL) i kilkoma innymi instytucjami. Ta nowo odkryta galaktyka posiada zestaw specyficznych właściwości, które odróżniają ją od znanych wcześniej obiektów. Astronomowie oszacowali, że Nube ma ok. dziesięciokrotnie słabszą jasność niż inne tego typu obiekty. Ale jest też 10 razy bardziej rozciągnięta od podobnych struktur z porównywalną liczbą gwiazd.

Ignacio Trujillo, współautor publikacji, od kilku lat analizuje na podstawie zdjęć z Sloan Digital Sky Survey (SDSS) konkretny pas nieba w ramach projektu Legado del IAC Stripe 82. Po jednej z korekt danych dostrzegł słabą, ledwie widoczną plamkę na zdjęciu. Wyglądała ona na tyle interesująco, że przeprowadzono dalsze badania z wykorzystaniem Gran Telescopio Canarias (GTC) oraz Teleskopu Green Bank w Stanach Zjednoczonych.

Astronomowie potwierdzili, że ta ledwie widoczna na zdjęciu plama dostrzeżona w pierwszych obserwacjach nie była jakimś rodzajem błędu, ale niezwykle rozproszonym obiektem. Ze względu na jego słabą jasność trudno było określić dokładną odległość od Nube. Ale naukowcom udało się. Oszacowania wskazują na 300 mln lat świetlnych od Układu Słonecznego.

Ogólna zasada jest taka, że galaktyki mają znacznie większą gęstość gwiazd w swoich centrach, a im dalej od centrum, tym gęstość ta maleje. Ale w Nube gęstość gwiazd jest niemal stała niezależnie od odległości od centrum.

- Przy naszej obecnej wiedzy nie rozumiemy, jak może istnieć galaktyka o tak ekstremalnych cechach – mówi Mireia Montes z IAC i ULL, pierwsza autorka publikacji.

Na pierwszy rzut oka nie widać żadnych interakcji ani innych oznak wskazujących na dziwne cechy galaktyki. Symulacje kosmologiczne nie są w stanie odtworzyć jej "ekstremalnych" właściwości, nawet na podstawie różnych scenariuszy.

- Pozostaliśmy bez realnego wyjaśnienia w ramach obecnie akceptowanego modelu kosmologicznego, jakim jest zimna ciemna materia – zaznacza Montes. Model zimnej ciemnej materii może pomóc odtworzyć wielkoskalowe struktury we Wszechświecie, ale istnieją scenariusze, takie jak przypadek Nube, w przypadku których nie jest w stanie podać dobrego wyjaśnienia. Różne modele teoretyczne nie potrafią dać odpowiedzi, co czyni Nube jednym z najbardziej ekstremalnych przypadków.

- Możliwe, że w tej galaktyce i jej podobnych, które być może uda się znaleźć, znajdziemy dodatkowe wskazówki, które otworzą nowe okno na zrozumienie Wszechświata – podsumowuje Montes.

- Jedna z atrakcyjnych możliwości jest taka, że niezwykłe właściwości Nube pokazują nam, że cząstki tworzące ciemną materię mają niezwykle małą masę – mówi Trujillo. Gdyby tak było, niezwykłe właściwości tej galaktyki wykazywałyby właściwości fizyki kwantowej, ale w skali galaktycznej. - Jeśli ta hipoteza się potwierdzi, będzie to jeden z najpiękniejszych przejawów natury, jednoczący świat najmniejszych ze światem największych – dodaje.

Badacze nie mają pojęcia, czy właściwości Nube wynikają z pierwotnego formowania się galaktyki, czy też z późniejszego procesu ewolucyjnego spowodowanego przez środowisko, w którym galaktyka się znajduje.

Źródło: Instituto de Astrofísica de Canarias, fot. SDSS/GTC/IAC