Gravitációs „porszívó” tünteti el a sötét anyagot egyes galaxisokból

Nem lehet tudni, hogy hol landol a visszatérő Hosszú Menetelés 5B kínai rakéta
2021-05-05
500 új fa a szentendrei kerékpárút mentén
2021-05-06

Gravitációs „porszívó” tünteti el a sötét anyagot egyes galaxisokból

Az eddig ismert galaxisokat egytől egyig ragasztóként tartja össze a sötét anyag, de úgy tűnik, néhány újonnan talált csillagrendszerben szinte egyáltalán nincs jelen ez a láthatatlan kozmikus anyag. A rejtélyre már van egy magyarázat.

Annak ellenére, hogy nem tudjuk, miből is áll a sötét anyag, ma már egészen biztosan állíthatjuk, hogy a Világegyetemben található összes anyag körülbelül 85 százalékát ez teszi ki. A megszokott, látható, kézzel fogható anyag csupán a maradék 15 százalék. A sötét anyag szerepe megkerülhetetlen az Univerzum kialakulásában is: nélküle a galaxisok egyszerűen szétesnének, a csillagok és bolygók nem állnának össze csoportokba. Létezésének egyik legerősebb közvetlen bizonyítéka, hogy a galaxisok észlelt forgása sötét anyag nélkül megmagyarázhatatlan lenne. A galaxisokban található csillagokat és bolygókat láthatatlan fészekként tartja egyben a sötét anyag, de átszövi a közöttük lévő űrt is.

Az NGC 1052-DF2, ahogy a Hubble Űrtávcső látta. Forrás: ESA/Hubble

A csillagászati rejtélyt először mérési hibával magyarázták

2018-ban viszont a New Mexico-ban található Dragonfly Telephoto Array teleszkóp lefotózta a később NGC 1052-DF2-nek nevezett galaxist, amely eddig soha nem látott viselkedést mutatott. A DF2 ugyan hasonló méretű, mint a nekünk otthont adó Tejútrendszer, de jóval kevesebb csillagot tartalmaz, sokkal “szellősebb”. Már ez önmagában ritka látvány:

Amikor először megláttam a DF2-t, egy órán keresztül csak bámultam a fotót

– emlékszik vissza Pieter von Dokkum, a Yale Egyetem csillagásza. A galaxis szokatlanul átlátszónak, ritkásnak tűnik, melyben jól elkülöníthető, nagyon fényes csillag-pontok láthatók. Az igazi megdöbbenést viszont az hozta, amikor megmérték a galaxis tömegét és összetételét. Egy átlagos galaxis tömegének körülbelül 95 százaléka sötét anyag és csupán 5 százalék a kézzelfogható anyag, a DF2 tömegért viszont szinte teljes egészében a benne található csillagok felelnek, azaz semmi, vagy nagyon kevés sötét anyagot tartalmaz.

A hír hallatán a Hubble Űrteleszkóp és a Hawaii-on található Gemini Obszervatórium is a DF2 felé fordult és külön-külön is megerősítették, hogy szokatlanul kevés, vagy talán semmi sötét anyag nem található benne és a hozzá hasonló, közeli DF4-ben. Tovább növelte a rejtélyt, hogy korábban semmilyen elmélet nem is jósolt sötét anyag nélküli galaxisokat, így egyáltalán nem számítottak erre. A Dragonfly-t is először hidegzuhanyként érhette a felfedezés, hiszen annak feladata csupán a kevés csillagot tartalmazó galaxisok keresése és vizsgálata volt.

A Dragonfly Telephoto Array távcsőrendszere. Forrás: Dragonfly

Egyre több ilyen „üres” galaxist találtak

2019-re több független kutatócsoport próbálta kikezdeni van Dokkum felfedezését. Ezek egyikének vezetője, Ignacio Trujillo, a Kanári-szigeteki Asztrofizikai Intézet csillagásza szerint egyszerű mérési hibáról lehet szó. Az eredeti felfedezés szerint ugyanis körülbelül 64 millió fényévnyire van tőlünk a DF2. A távolság ráadásul rendkívül fontos tényező a tömeg és az összetétel pontos méréséhez. Ha ez a távolság esetleg hibás, akkor borul a teljes mérés és elképzelhető, hogy nem is hiányzik a sötét anyag. Trujillo csapata ezért öt különböző eljárással ellenőrizte a távolságot, amely 64 millió fényév helyett 41 milliónak adódott. Ez a mérés arra engedett következtetni, hogy talán mégis átlagos mennyiségű sötét anyag lehet a DF2-ben és semmi különleges felfedezés nem történt.

Van Dokkum viszont nem adta fel egykönnyen, újra megmérte a távolságot, ekkor ugyan az eredetinél valamivel kevesebb, 61 millió fényév adódott, de ez még így is kellően nagy ahhoz, hogy valóban sötét anyag hiányozhat a galaxisból. Nem sokkal később egy harmadik kutatócsoport 19 további sötét anyag mentes galaxist talált, így a mérleg nyelve egyre inkább a sötét anyag mentes galaxisoknak kedvez.

A bűnös a galaktikus árapály

Tavaly az Új-Dél Wales-i Egyetem csillagászai magyarázattal is szolgáltak: feltételezéseik szerint a DF2-höz hasonló galaxisok születésükkor ugyanúgy bővelkedtek sötét anyagban, mint a legtöbb társuk – sőt, kialakulásukhoz elengedhetetlen volt a sötét anyag jelenléte – de életük során a náluk sokkal nagyobb, közeli galaxisok egyszerűen leszakították róluk a sötét anyagot. A kisebb galaxisok ugyanis ki vannak téve az úgynevezett galaktikus árapály jelenségnek, ami nagyjából ugyanúgy működik, mint a Hold és a Nap által a Földre ható árapály jelenség.

A hatalmas tömegű szomszédos galaxis képes a hatalmas gravitációs vonzásának köszönhetően maga felé vonzani a kisebb galaxisokat. A rejtély kulcsa, hogy ugyan a galaxist felépítő sötét anyagot és a csillagokat egyaránt vonzza a szomszédos galaxis, a sötét anyag hamarabb távozik, átmenetileg maga után hagyva a csillagokat. Ez azt jelenti, hogy a kevés sötét anyaggal rendelkező galaxisok napjai meg vannak számlálva, hamarosan a csillagok is áldozatává esnek majd a közeli galaktikus “porszívónak”.

A Hawaii-on található Gemini Obszervatórium. Forrás: Gemini Observatory/AURA

Idén ezt az elméletet a Kaliforniai Egyetem Riverside kutatói szimulációkkal is megerősítették, úgy tűnik, hogy az ő számításaik is az árapály jelenséget erősítik meg. Eredményeikkel a csapat kutatási időt nyert a W. M. Keck Obszervatóriumban, ahol remélhetőleg kísérleti bizonyítékot is találnak arra, hogy valóban árapály-katasztrófa okozhatja-e ezen ritka galaxisok kiüresedését, és talán a sötét anyag hiánya lehet a kulcs annak megfejtéséhez.

 

Comments are closed.

Weboldalunk bizonyos funkcióinak működéséhez és a célzott hirdetésekhez sütikkel gyűjt névtelen látogatottsági információkat. Az Elfogadom gombra kattintva a webhely használatával Ön elfogadja a weboldal sütikre vonatkozó aktuális adatévelmi irányelveinket. További információért kattintson ide.

The cookie settings on this website are set to "allow cookies" to give you the best browsing experience possible. If you continue to use this website without changing your cookie settings or you click "Accept" below then you are consenting to this.

Close