Atrastas kosminis „lobis“ – raktas į tamsiosios materijos paslapčių atskleidimą

Kembridžo universiteto (Jungtinė Karalystė) astronomų grupė identifikavo net devynias naujas nykštukines galaktikas, kurios sukasi aplink Paukščių taką – tiek daug „galaktikų-palydovių“ iki šiol niekas nebuvo atradęs. Atradimas, padarytas analizuojant dangaus stebėjimo programos „Dark Energy Survey“ duomenis, gali padėti įminti tamsiosios materijos paslaptį.

2005 ir 2006 metais danguje virš šiaurinio pusrutulio buvo rastos kelios dešimtys nykštukinių galaktikų, besisukančių apie mūsų Paukščių Taką. Nuo to laiko iki pastarojo atradimo nykštukinių galaktikų sąrašas nepailgėjo nė vienu įrašu. Naujosios palydovinės galaktikos aptiktos virš pietinio pusrutulio, netoli Mažojo ir Didžiojo Magelano debesies – didžiausių ir žinomiausių nykštukinių galaktikų, esančių Paukščių tako orbitoje.

Kembridžo mokslininkų tyrimo ataskaita recenzuojamuose žurnaluose bus publikuojama kartu su atskiru JAV Energetikos departamento Fermin nacionalinės greitintuvo laboratorijos mokslininkų tyrimu, kurio pagrindas taip pat buvo „Dark Energy Survey“ duomenys. Šios programos, duomenys yra viešai prieinami.

Naujai atrasti objektai yra milijardą kartų blyškesni už Paukščių taką ir milijoną kartų mažesnės masės. Artimiausias jų yra už 95 tūkst. šviesmečių, o tolimiausias – daugiau nei už milijono šviesmečių.

Anot Kembridžo mokslininkų, trys iš atrastųjų objektų be jokios abejonės yra nykštukinės galaktikos, likusieji gali būti arba nykštukinės galaktikos, arba kamuoliniai žvaigždžių spiečiai – jos astronomams atrodo labai panašiai, tačiau nuo nykštukinių galaktikų skiriasi tuo, kad jų vientisumo tamsioji materija nepalaiko.

„Tokio didelio palydovų kiekio atradimas tokiame mažame dangaus plote buvo visiškai netikėtas. Negalėjau patikėti savo akimis“, – sakė Kembridžo universiteto mokslininkas dr. Sergejus Koposovas, vadovavęs tyrimui.

Nykštukinės galaktikos yra pačios smulkiausios įžiūrimos galaktinės struktūros. Kai kuriose jų yra vos po 5000 žvaigždžių. Palyginimui, Paukščių Take yra šimtai milijardų žvaigždžių. Standartiniai kosmologiniai Visatos modeliai prognozuoja, kad orbitoje apie Paukščių Taką turėtų egzistuoti šimtai nykštukinių galaktikų, tačiau dėl jų mažumo ir blyškumo jas labai sunku pastebėti, nors jos santykinai yra labai arti.

„Dėl tamsiosios materijos buvimo Paukščių Tako palydovinėse galaktikose tai yra itin svarbus rezultatas ir astronomijos, ir fizikos srityje“, – sakė vienas iš „Dark Energy Survey“ programos vadovų, Fermi laboratorijos atstovas Alexas Drlica-Wagneris.

Kadangi 99 proc. nykštukinių galaktikų masės sudaro tamsioji materija ir tik 1 procentą – matoma materija, nykštukinės galaktikos yra idealus stebėjimų objektas norint patikrinti, ar mūsų turimi tamsiosios materijos modeliai yra teisingi. Tamsioji materija – apskritai Visatoje ji sudaro 25 proc. materijos ir energijos – yra nematoma, vienintelis kol kas žmonėms užfiksuojamas jos apsireiškimas yra gravitacinis poveikis.

„Nykštukinės galaktikos yra geriausias būdas patikrinti mūsų teorijas apie tamsiąją materiją. Mums reikia atrasti tokių galaktikų, kad sužinotume, ar mūsų kosmologinis įsivaizdavimas yra prasmingas. Tokios didelės palydovinių galaktikų grupės atradimas netoli Magelano debesų mus labai nustebino. Anksčiau žvalgantis po pietinį dangų radome labai jau nedaug ką, todėl tikrai nesitikėjome aptikti tokį lobyną“, - sakė vienas iš tyrimo bendraautorių, dr. Vasilijus Belokurovas.

Artimiausias iš šių „lobių“ nuo mūsų nutolęs per 97 000 šviesmečių – jis yra maždaug pusiaukelėje iki Magelano debesų ir yra Tinklelio žvaigždyne. Dėl stipraus gravitacinio Paukščių Tako poveikio, ši galaktika byra.

Tolimiausias ir šviesiausias iš naujai pastebėtų objektų yra už 1,2 mln. šviesmečių, Eridano žvaigždyne. Jis yra pačiame Paukščių Tako pakraštyje ir po kiek laiko bus įtrauktas į mūsų galaktiką. Kembridžo mokslininkų teigimu, panašu, kad jame yra ir rutulinis žvaigždžių spiečius – jei tai tiesa, tuomet tai būtų pats blyškiausias žinomas objektas su tokiu dariniu.

„Šie rezultatai yra labai gluminantys. Galbūt kadaise šie palydovai sukosi apie Magelano debesis, bet buvo išsviesti sąveikos tarp Mažojo ir Didžiojo Magelano debesies. O galbūt jie kažkada buvo dalys gigantiškos galaktikų grupės, kuri, kartu su Magelano debesimis, krenta į mūsų Paukščių tako galaktiką“, - sakė Astronomijos instituto atstovas Wynas Evansas.

„Dark Energy Survey“ – penkerių metų trukmės programa, kurios metu iki šiol neprilygta raiška bus nufotografuota didelė dalis pietinio dangaus. Pagrindinis šios programos įrankis – 570 MP raiškos fotoaparatas „Dark Energy Camera“ – kol kas Žemėje nėra nė vieno fotoaparato, galinčio jam prilygti savo raiška. Ji gali nufotografuoti net galaktikas, esančias už 8 mlrd. šviesmečių nuo Žemės.

Kamera, kuri buvo sukurta ir išbandyta Fermi laboratorijoje, dabar sumontuota keturių metrų Victoro M Blanco teleskope, kuris pastatytas Cerro Tololo tarptautinėje observatorijoje Čilėje, Andų kalnuose. Kameroje yra penkti itin tikslios formos lęšiai, kurių didžiausias yra beveik metro dydžio. Lęšius projektavo ir gamino Londono universiteto koledžo mokslininkai.