Alates 1960. aastatest on astrofüüsikud postuleerinud, et lisaks kõigele nähtavale asjale on universum täidetud ka salapärase, nähtamatu massiga. Tuntud kui „tume aine”, tehti ettepanek eksisteerida universumi „puuduva massi” selgitamiseks ja seda peetakse nüüd selle oluliseks osaks. Arvatakse, et see moodustab mitte ainult umbes 80% Universumi massist, vaid sellel on ka oluline roll galaktikate moodustamisel ja evolutsioonil.
Kuid hiljutine leid võib kogu selle kosmoloogilise vaatenurga külili visata. Põhineb NASA / ESA abil tehtud tähelepanekutel Hubble'i kosmoseteleskoop ja teistes vaatluskeskustes üle maailma, on astronoomid leidnud läheduses asuva galaktika (NGC 1052-DF2), millel ei näi olevat mingit tumedat ainet. See objekt on seni uuritud galaktikate hulgas ainulaadne ja võib sundida meie valdavaid kosmoloogilisi mudeleid ümber hindama.
Hiljuti ilmus ajakirjas nende uurimusi kirjeldav uurimus pealkirjaga „tumedust sisaldav galaktika“ Loodus. Yale'i ülikooli Pieter van Dokkumi juhtimisel osalesid uuringus ka Max Plancki astronoomiainstituudi, San Jose State University, California ülikooli observatooriumide, Toronto ülikooli ja Harvard-Smithsonian astrofüüsika keskuse liikmed.
Uuringu huvides otsis meeskond Dragonfly Telephoto Array (DFA) andmeid, mida kasutati NGC 1052-DF2 tuvastamiseks. Põhineb: Hubble, meeskond suutis kindlaks määrata oma kauguse - 65 miljonit valgusaastat Päikesesüsteemist - ning selle suuruse ja heleduse. Lisaks avastas meeskond, et NGC 1052-DF52 on suurem kui Linnutee, kuid sisaldab umbes 250 korda vähem tähti, mis teeb sellest ultrahajuva galaktika.
Nagu van Dokkum selgitas, on NGC 1052-DF2 nii hajus, et on põhimõtteliselt läbipaistev. "Ma veetsin tunni lihtsalt seda pilti vahtides," ütles ta. “See asi on jahmatav: hiiglaslik kämp on nii hõre, et näete selle taga asuvaid galaktikaid. See on sõna otseses mõttes läbinähtav galaktika. ”
Kasutades Sloan Digital Sky Survey (SDSS), Kaksikute observatooriumi ja Kecki observatooriumi andmeid, uuris meeskond galaktikat üksikasjalikumalt. Mõõtes kümne galaktikast tiirleva globaalse klastri dünaamilisi omadusi, suutis meeskond tuletada galaktika massi sõltumatu väärtuse - mis on võrreldav galaktikas asuvate tähtede massiga.
See viis meeskonna järeldusele, et kas NGC 1052-DF2 sisaldab vähemalt 400 korda vähem tumedat ainet kui selle massiga galaktika jaoks ennustatakse, või üldse mitte. Selline leid on tänapäevase astronoomia ajaloos pretsedenditu ja trotsib kõiki ennustusi. Allison Merritt - Yale'i ülikooli astronoom, Max Plancki astronoomia instituut ja kaasautor paberil - selgitas:
Tavapäraselt arvatakse, et tume aine on kõigi galaktikate lahutamatu osa - liim, mis neid koos hoiab, ja nende aluseks olevad tellingud, millele need on ehitatud… Seda tüüpi galaktikaid ennustavat teooriat pole - see, kuidas te tegelikult ühe neist asjadest moodustate, on täiesti teadmata. ”
„See nähtamatu, salapärane aine on vaieldamatult kõigi galaktikate domineeriv aspekt. Ilma üheta galaktika leidmine on täiesti ootamatu; see seab välja standard ideed galaktikate toimimisest, ”lisas van Dokkum.
Siiski on oluline märkida, et ilma tumeaineta galaktika avastamine ei lükka ümber teooriat, mille kohaselt tumeaine eksisteerib. Tegelikult tõestab see üksnes, et tume mateeria ja galaktikad on võimelised teineteisest lahus olema, mis võib tähendada, et tume aine on tavalise mateeriaga seotud muu jõu kui gravitatsiooni kaudu. Sellisena võiks see tegelikult aidata teadlastel täpsustada oma tumeaine teooriaid ja selle rolli galaktikate moodustumisel ja evolutsioonil.
Vahepeal on teadlastel juba mõned ideed selle kohta, miks NGC 1052-DF2-st puuduvad tumedad ained. Ühelt poolt võis see olla katastroofilise sündmuse tagajärg, kus hulga massiivsete tähtede sünd pühkis kogu gaasi ja tumeaine. Teisest küljest võis selles puuduses mängida rolli läheduses asuva massilise elliptilise galaktika (NGC 1052) miljardite aastate tagune kasv.
Need teooriad ei seleta aga seda, kuidas galaktika kujunes. Selle probleemi lahendamiseks analüüsib meeskond pilte, mis Hubble tegi veel 23 ultrahajuvat galaktikat, et saada rohkem tumeda ainega puudulikke galaktikaid. Juba on nad leidnud kolm, mis näivad olevat sarnased NGC 1052-DF2-ga, mis võib näidata, et tumeda aine puudusega galaktikad võivad olla suhteliselt tavalised nähtused.
Kui need viimased leiud midagi näitavad, siis on universum nagu sibul. Just siis, kui arvate, et olete selle välja mõelnud, koorite tagasi täiendava kihi ja leiate täiesti uue saladuste komplekti. Samuti näitavad nad, et pärast 28-aastast ustavat teenimist Hubble'i kosmoseteleskoop on endiselt võimeline meile uusi asju õpetama. Hea on ka see, et selle järeltulija turuletoomine on edasi lükatud kuni aastani 2020!
