Astronomové objevují podivnou galaxii bez temné hmoty

Před třemi lety Filippo Fraternali a jeho kolegové objevili půl tuctu záhadně rozptýlených galaxií, které vypadaly jako rozlehlá města hvězd a plynu. Ale na rozdíl od téměř všech ostatních galaxií – včetně naší vlastní Mléčné dráhy – se nezdá, že by byla uvězněna v obrovských shlucích temné hmoty, která normálně spojuje tato hvězdná hlavní města s jejich gravitací. Vědci si pro přiblížení vybrali jednu, skromnou galaxii vzdálenou asi 250 000 světelných let, a namířili na ni 27 antén radioteleskopů z Very Large Array v Novém Mexiku.

Po shromáždění 40 hodin dat zmapovali hvězdy a plyny a potvrdili to, co naznačovaly dřívější záběry: „Obsah temné hmoty, který v této galaxii usuzujeme, je mnohem menší, než byste čekali,“ Fraternali, astronom z Kapteyn Astronomical. Institut na univerzitě v Groningenu v Nizozemsku. Pokud tým nebo jejich konkurenti najdou další takové galaxie, mohlo by to pro vědce představovat výzvu. Z pohledu temný Téma, dominantní perspektivu v této oblasti již minimálně 20 let. Fraternali a jeho tým zveřejnit své výsledky v prosinci v Měsíční oznámení Královské astronomické společnosti.

Na základě desetiletí pozorování dalekohledem a počítačových simulací vědci dospěli k názoru, že temná hmota je skrytá kostra vesmíru. Jeho „klouby“ jsou obrovské shluky neviditelných částic, které hostí velké i malé galaxie. Ale Fraternali není první, kdo naznačil výjimku z tohoto pravidla. Před několika lety Peter van Dokkum, astronom z Yale University, a jeho kolegové Objevit Podobné galaxie s Hubbleův dalekohled Také se zdá, že postrádá temnou hmotu. „Tyto galaxie, které jsme našli v roce 2018, vyvolaly mnoho kontroverzí, diskusí a následné práce, protože byly neočekávané a obtížně vysvětlitelné,“ říká van Dokkum.

Tyto další galaxie žily v přeplněném prostředí, kam často přilétají sousední větší galaxie, které s sebou možná přitahují temnou hmotu. Naproti tomu galaxie Fraternali je zcela izolovaná a nemá žádné tak problematické sousedy, takže nedostatek temné hmoty nelze takto vysvětlit. „Mohou být velmi důležité,“ říká van Dokkum. Jak se hvězdy a plyn na tomto místě shromažďují bez pomoci temné hmoty?

Těmto podivným objektům se začalo říkat „super-šířící se galaxie“. Jsou to velmi extrémní hodnoty: pokud jde o jejich hmotnost, jsou velmi malé, ale jsou rozptýleny na obrovské vzdálenosti. Některé mají velikost Mléčné dráhy, ale jen sto hvězd – nebo ještě méně. Jsou tak blízko průhlednosti, že je těžké je špehovat na noční obloze. „Uprostřed je slabší, takže je hůře detekovatelný. Díky lepším dalekohledům a hlubším pozorováním je stále populárnější,“ říká Miria Montes, astronomka z Space Telescope Science Institute v Baltimoru a expertka na takové galaxie.

Počátkem 60. let 20. století americká astronomka Vera Rubin a další poprvé odhalili možnost neviditelné nebo „temné“ hmoty při měření rychlosti rotace hvězd v galaxiích kolem středu, což ukazuje, že vnitřní hvězdy rotují jinou rychlostí než vnější. Na základě rotace těchto hvězd vědci vypočítali, jakou hmotnost by galaxie musela mít, aby se neustále točila, místo aby byla vržena do vesmíru. U mnoha galaxií byla tato hmotnost několikrát větší než hmotnost všech hvězd dohromady. Vědci problém vyřešili tím, že odvodili existenci jakési temné hmoty, která nevyzařuje ani neodráží světlo a která by měla tvořit zbytek hmoty, která drží galaxii pohromadě.