Αστρονόμοι από το Πανεπιστήμιο στο Austin αναφέρουν ότι έχουν σκοντάψει σε έναν εξαιρετικό μακρινό γαλαξία, που εμφανίζεται πλούσιος με σκοτεινή ύλη, ακριβώς όπως αναμενόταν από τη θεωρία που διαρκεί εδώ και καιρό. Μπορεί λοιπόν να επιβεβαιώσει μια πρόσφατα αμφισβητούμενη θεωρία σχετικά με τη σκοτεινή ύλη.
Αυτή η σύνθετη εικόνα του γεμάτου σκόνη γαλαξία DSFG850.95 που σχηματίζει νέα άστρα, δείχνει νεαρά αστέρια σε μπλε χρώμα όπως τα βλέπει ο διαστημικό τηλεσκόπιο Hubble, και τη σκόνη, που φαίνεται εδώ με κόκκινο χρώμα από το δίκτυο ραδιοτηλεσκοπίων στην Atacama της Χιλής, Large Millimeter / submillimeter Array.
Η σκοτεινή ύλη δεν εκπέμπει κανένα φως, αλλά είναι ανιχνεύσιμη από τη βαρυτική της έλξη σε άλλη ύλη. Ανακαλύφθηκε για πρώτη φορά στη δεκαετία του 1970 σε μελέτες σπειροειδών γαλαξιών, των οποίων οι εξωτερικές περιοχές περιστρέφονταν πολύ γρήγορα που δεν μπορούσε να οφείλεται μόνο από τα ορατά αστέρια και το αέριο στις περιοχές αυτές. Οι αστρονόμοι υποστήριξαν ότι πρέπει να υπάρχει περισσότερη μάζα που να είναι αόρατη. Δεκαετίες παρατηρήσεων των γαλαξιών έδειξαν ότι σχεδόν όλοι οι γαλαξίες περιέχουν τεράστιες ποσότητες αυτής της «σκοτεινής ύλης» και ότι στην πραγματικότητα υπάρχει περίπου πέντε φορές περισσότερη σκοτεινή ύλη από ότι υπάρχει η φυσιολογική ορατή ύλη στο σύμπαν.
Ωστόσο, μερικές πρόσφατες μελέτες έχουν δείξει ότι ορισμένοι γαλαξίες δεν ακολουθούν το ίδιο μοτίβο με τους γαλαξίες “πλούσιους σε σκοτεινή ύλη” που βρέθηκαν από τη δεκαετία του 1970. Αυτές οι μελέτες έδειξαν ότι μια χούφτα γαλαξιών που υπήρχαν πριν από περίπου 10 δισεκατομμύρια χρόνια δεν περιέχουν την αναμενόμενη ποσότητα σκοτεινής ύλης. Αυτό θα μπορούσε να σημαίνει ότι οι γαλαξίες εκείνη την εποχή δεν είχαν πολύ σκοτεινή ύλη αλλά την απέκτησαν αργότερα, σε κάποια στιγμή τα τελευταία 10 δισεκατομμύρια χρόνια. Εάν συμβαίνει αυτό, θα αμφισβητούσαμε τη θεμελιώδη μας κατανόηση για το πώς σχηματίζονται οι γαλαξίες.
Τώρα ο Patrick Drew και ο καθηγητής Caitlin Casey στο Austin, βρήκαν έναν πολύ μακρινό γαλαξία που εμφανίζεται πλούσιος σε σκοτεινή ύλη, ακριβώς όπως αναμενόταν από τη θεωρία που διαρκεί εδώ και καιρό. Επειδή αυτός ο γαλαξίας απέχει 9 δισεκατομμύρια έτη φωτός μακριά, μας λέει ότι ορισμένοι γαλαξίες περιείχαν ήδη αρκετή σκοτεινή ύλη από το μακρινό παρελθόν. Το εντυπωσιακό εύρημα φαίνεται να έρχεται σε αντίθεση με τα άλλα αμφιλεγόμενα ευρήματα των γαλαξιών με μικρή περιεκτικότητα σε σκοτεινή ύλη.
Η ομάδα του Drew μελέτησε αυτόν τον γαλαξία ενώ χρησιμοποιούσε το Teckcope Keck στη Χαβάη για μια έρευνα για τους πιο ακραίους γαλαξίες που σχηματίζουν αστέρες στο σύμπαν, τους λεγόμενους «σκονισμένους γαλαξίες που σχηματίζουν αστέρια». Δεν σκόπευαν καθόλου να μελετήσουν τη σκοτεινή ύλη, αλλά προσπάθησαν να καταλάβουν γιατί αυτοί οι γαλαξίες παράγουν τόσα πολλά αστέρια και τόσο γρήγορα.
Αλλά ένας από τους γαλαξίες τους εξέπληξε και έστειλε το έργο τους προς μία νέα κατεύθυνση.
Λόγω της τυχαίας γωνίας με την οποία μελετήθηκε ο γαλαξίας DSFG850.95 με το τηλεσκόπιο, τα δεδομένα παρείχαν μια εξαιρετικά λεπτομερή καταγραφή της ταχύτητας περιστροφής του γαλαξία από το κέντρο του γαλαξία. Ονομάζεται “καμπύλη περιστροφής”, και αυτή η μέτρηση είναι ακριβώς αυτό που χρησιμοποιούν οι αστρονόμοι για να καθορίσουν την ποσότητα της σκοτεινής ύλης σε έναν γαλαξία.
Έδειξαν αυτά τα στοιχεία στη Susan Kassin, συνάδελφό του στο Ινστιτούτο Επιστήμης Διαστημικών Τηλεσκοπίων. Η Kassin,, ειδικός σε τέτοιες μετρήσεις των καμπυλών περιστροφής, αναγνώρισε αμέσως ότι βρήκαν κάτι εξαιρετικό: Ο γαλαξίας αυτός παρατηρήθηκε όπως ήταν πριν από 9 δισεκατομμύρια χρόνια, περιέχει όλη την αναμενόμενη σκοτεινή ύλη που προβλέπει η θεωρία.
Αυτό έρχεται σε αντίθεση με μια μελέτη του 2017 στο Nature , που ισχυρίστηκε ότι οι γαλαξίες σε αυτή την κοσμική εποχή, πριν από 10 δισεκατομμύρια χρόνια, «μπορεί να μην έχουν τόσο σκοτεινή ύλη και ότι είναι ουσιαστικά διαφορετικοί από τους γαλαξίες στο σημερινό σύμπαν». είπε ο Casey. “Ο γαλαξίας που βρήκαμε είναι ένα σαφές αντίθετο αυτού, όπου φαίνεται ότι η σκοτεινή ύλη συμπεριφέρεται με τον κανονικό τρόπο, όπως συμβαίνει στο σημερινό σύμπαν”.
Στο τέλος, λέει ο Drew, αυτός ο γαλαξίας κάνει αυτό που αναμένεται από τους γαλαξίες και είναι η πρώτη σταθερή επιβεβαίωση πως ό, τι συμβαίνει στους γαλαξίες στο σημερινό σύμπαν, είναι το ίδιο με αυτό που συνέβη στο πρώιμο σύμπαν “.
Ο Drew σχεδιάζει να συνεχίζει να παρακολουθεί τον γαλαξία με το ALMA.
Δημοσιεύτηκε στο The Astrophysical Journal
