Astronomi su potvrdili postojanje objekta kakav se godinama spominjao u teoriji, ali ga nitko nije uspio dokazati: kompaktan, plinom bogat oblak u kojem nema zvijezda, a masu mu u najvećoj mjeri određuje tamna tvar. Objekt, neformalno nazvan “Cloud-9”, prvi je potvrđeni primjer takve strukture u svemiru, i otvara novu perspektivu na rane faze nastanka galaksija i na fiziku tamne tvari.
“Ovo je priča o neuspjeloj galaksiji“, rekao je voditelj programa Alejandro Benitez-Llambay sa Sveučilišta Milano-Bicocca u Milanu, u Italiji. “U znanosti obično više naučimo iz neuspjeha nego iz uspjeha. U ovom slučaju, upravo izostanak zvijezda potvrđuje teoriju. To nam govori da smo u lokalnom svemiru pronašli primordijalnu temeljnu sastavnicu galaksije koja se nije formirala.”
“Ovaj oblak je prozor u tamni svemir”, rekao je član tima Andrew Fox iz AURA/STScI za Europsku svemirsku agenciju. “Iz teorije znamo da se očekuje kako je većina mase u svemiru tamna tvar, ali taj je materijal teško otkriti jer ne emitira svjetlost. Cloud-9 daje nam rijedak uvid u oblak kojim dominira tamna tvar.”
RELHIC: teorijski objekt koji je napokon dobio potvrdu
Cloud-9 pripada klasi objekata nazvanoj Reionization-Limited H I Cloud, odnosno “RELHIC”. Oznaka “H I” odnosi se na neutralni vodik, a RELHIC opisuje izvorni vodikov oblak iz ranog razdoblja svemira koji nikada nije formirao zvijezde, svojevrsni fosil nastanka galaksija. Znanstvenici su godinama tražili tragove takvih struktura, no sve je ostajalo u sivoj zoni između teorije i opažanja.
Ključni korak bio je dokazati ono što je u astronomiji najteže dokazivati: ne samo da su zvijezde slabe, nego da ih uopće nema. Taj je zaključak postao moguć tek nakon dubokih snimanja Hubbleom, koja su uklonila alternativno objašnjenje da se radi o iznimno slaboj patuljastoj galaksiji.
“Prije Hubbleovih opažanja moglo se tvrditi da je riječ o iznimno slaboj patuljastoj galaksiji čije zvijezde nismo mogli uočiti zemaljskim teleskopima jer nisu bili dovoljno osjetljivi”, rekao je glavni autor rada Gagandeep Anand iz Znanstvenog instituta za svemirske teleskope. “Duboka snimanja Hubbleovom kamerom za napredna istraživanja pokazala su da u tom objektu nema zvijezda.”
Otkriće takvog reliktnog oblaka iznenadilo je i istraživače. “Među našim galaktičkim susjedima možda postoji nekoliko napuštenih kuća”, rekla je Rachael Beaton iz STScI-ja, također članica istraživačkog tima.
Mali, okrugao i neobično “uredan” oblak na rubu M94
Vodikovi oblaci u okolini Mliječne staze poznati su desetljećima, no većina njih je velika, razvučena i nepravilna. Cloud-9 se, prema opisu iz rada, ponaša suprotno: manji je, kompaktniji i izrazito sferičan, zbog čega se jasno izdvaja u usporedbi s većinom dosad proučavanih oblaka plina.
Središte objekta čini neutralni vodik u području promjera oko 4.900 svjetlosnih godina. Ukupna masa vodikovog plina procjenjuje se na približno milijun masa Sunca. No analiza upućuje na to da tlak plina uravnotežuje gravitaciju tamnotvarnog halo-oblaka. Ako je sustav doista u toj ravnoteži, tada ukupna masa Cloud-9 mora biti snažno pod dominacijom tamne tvari, oko 5 milijardi Sunčevih masa.
Takvi objekti predstavljaju uvid u rane faze nastanka galaksija, scenarije u kojima se tamna tvar organizira, ali plin nikada ne dosegne uvjete za stvaranje zvijezda. Cloud-9 zato sugerira da u svemiru može postojati veći broj malih struktura kojima dominira tamna tvar, svojevrsnih “neuspjelih galaksija” koje standardna opažanja, usmjerena na sjajne izvore, gotovo ne zahvaćaju.
Prepoznavanje takvih sustava iznimno je zahtjevno. U njihovoj se blizini često nalaze sjajniji objekti koji ih zasjenjuju, a sami oblaci izrazito su osjetljivi na utjecaje okoline. Autori posebno ističu djelovanje dinamičkog tlaka plina, procesa u kojem se plin uklanja iz oblaka dok se on giba kroz međugalaktički prostor, čime se dodatno smanjuje broj takvih sustava koji mogu dugoročno opstati.
Uočen prije tri godine
Cloud-9 je prvi put uočen prije tri godine u radijskom pregledu neba koji je proveo kineski FAST (Five-hundred-meter Aperture Spherical Telescope) u provinciji Guizhou. Nalaz su potom potvrdili teleskop Green Bank i Very Large Array u Sjedinjenim Državama. Ipak, presudno je bilo opažanje svemirskog Teleskopa Hubble, koje je omogućilo zaključak da objekt doista nema zvijezde.
Naziv “Cloud-9” nastao je jednostavno prema redoslijedu, kao deveti plinski oblak identificiran na rubu obližnje spiralne galaksije Messier 94 (M94). Oblak je u neposrednoj blizini M94 i čini se da je s njom fizički povezan. Radijski podaci visoke razlučivosti pokazuju blage deformacije plina, što može upućivati na interakciju između oblaka i galaksije.
Autori razmatraju i dugoročnu sudbinu objekta. Ako bi Cloud-9 s vremenom postao znatno masivniji, mogao bi se urušiti, formirati zvijezde i razviti se u uobičajenu galaksiju. U radu se navodi prag “više od 5 milijardi masa Sunca” kao primjer mase pri kojoj bi se očekivalo urušavanje i nastanak zvijezda. Da je objekt znatno manje mase, plin bi se mogao raspršiti i ionizirati, a tragovi strukture bili bi minimalni. Upravo zato autori ističu da se Cloud-9 nalazi u području parametara koje omogućuje da opstane kao RELHIC.
Izostanak zvijezda, zaključuju istraživači, pruža rijetku priliku za izravniji uvid u unutarnja svojstva tamnotvarnih oblaka, bez komplikacija koje uvode zvjezdana populacija i sjaj galaksija. Budući pregledi neba, uz činjenicu da su ovakvi objekti rijetki i teško uočljivi, mogli bi dovesti do otkrića novih “neuspjelih galaksija” i dodatno poboljšati razumijevanje ranog svemira i fizike tamne tvari.
Ivan je novinar i autor koji piše o znanosti, svemiru i povijesti. Gostuje kao stručni sugovornik na Science Discovery i History Channelu te piše za Večernji list. Osnivač je Kozmos.hr, prvog hrvatskog portala posvećenog popularizaciji znanosti.
