Skąd wzięło się tam tyle ciemnej materii? Zagadka galaktyki zza miedzy

Galaktyka w Trójkącie II jest małą, słabą galaktyką położoną na obrzeżach naszej rodzimej Drogi Mlecznej. Zawiera zaledwie około 1000 gwiazd. Evan Kirby z instytutu Caltech wyznaczył masę tej galaktyki mierząc prędkości sześciu gwiazd poruszających się po orbitach wokół centrum obiektu. Pomiary udało się dokonać tylko dla tak małej liczby gwiazd, bowiem jedynie one były wystarczająco jasne, aby dokonać odpowiednich pomiarów za pomocą 10-metrowego teleskopu Kecka.

Wyznaczona na podstawie tych ruchów masa galaktyki okazała się znacznie większa niż łączna masa gwiazd, co oznacza, że w galaktyce prawdopodobnie występuje bardzo dużo ciemnej materii. Tym terminem astronomowie określają materię, której nie możemy dostrzec w normalny sposób przy użyciu promieniowania elektromagnetycznego, np. obserwując światło gwiazdy, czy absorpcję światła przez obłoki pyłu. O ciemnej materii wiadomo jedynie na podstawie oddziaływań grawitacyjnych z normalna materią. Wiadomo też, że ciemnej materii w bilansie masy-energii Wszechświata jest kilkakrotnie więcej niż zwykłej.

- Stosunek ilości ciemnej materii do materii świecącej jest w tym przypadku najwyższy spośród wszystkich znanych galaktyk. Gdy zobaczyłem wyniki moich pomiarów, byłem zaskoczony - powiedział Kirby.

W związku z tym Galaktyka w Trójkącie II może być główną kandydatką dla prób bezpośredniego wykrycia ciemnej materii. Jeżeli przykładowo ciemna materia składa się z tzw. supersymetrycznych cząstek WIMP (Weakly Interacting Massive Particles), czyli słabo oddziałujących masywnych cząstek, mogą one anihilować się przy zderzeniach i wytwarzać promieniowanie gamma, które ewentualnie by można wykryć na podstawie obserwacji. Wymaga to jednak odróżnienia takiego sygnału od innych źródeł promieniowania gamma, a w przypadku wspomnianej galaktyki jest ona bardzo spokojna, nie tworzą się w niej nowe gwiazdy i raczej też nie posiada pulsarów emitujących w tym zakresie promieniowania. Dlatego jest dobrą kandydatką do takich poszukiwań.

Hipoteza, że przyczyną takich właśnie ruchów sześciu zbadanych gwiazdy jest ciemna materia wymaga jednak potwierdzenia, bowiem inna grupa naukowców z Uniwersytetu w Strasburgu zmierzyła prędkości gwiazd poza galaktyką i ustaliła, że poruszają się one szybciej niż gwiazdy znajdujące się bliżej centrum, a to jest sytuacja odwrotna niż można by się było spodziewać. Alternatywna hipoteza jest więc następująca: być może przyczyną ruchów gwiazd jest rozrywanie małej galaktyki przez siły pływowe Drogi Mlecznej, a nie ciemna materia.

Wyniki badań ukazały się w czasopiśmie „Astrophysical Journal Letters”.

Źródło: PAP