Hubble otkrio galaksiju koja je vjerojatno 99% tamna tvar

U svemiru u kojem galaksije obično sjaje milijardama zvijezda, jedna nova otkrivena struktura gotovo je potpuno nevidljiva. Galaksija nazvana CDG-2 toliko je tamna i razrijeđena da bi mogla biti jedna od najekstremnijih poznatih primjera svemirskih sustava kojima dominira tamna tvar. Ako se početne procjene potvrde, čak 99 posto njezine ukupne mase otpada na tu nevidljivu komponentu svemira.

Riječ je o rijetkoj vrsti galaksija vrlo niskog površinskog sjaja, objektima koji sadrže tek raspršene, slabo vidljive zvijezde, dok večinu njihove mase čini tamna tvar – oblik materije koji ne emitira, ne reflektira i ne apsorbira svjetlost. Upravo zato takve galaksije desetljećima izmiču opažanjima, skrivene na tamnoj pozadini svemira.

Galaksija otkrivena pomoću kuglastih skupova

Potraga za CDG-2 nije krenula lovom na samu galaksiju, nego na njezine “tragove”. David Li sa Sveučilišta u Torontu i njegov tim primijenili su napredne statističke metode kako bi u velikim bazama podataka pronašli neuobičajeno zbijene grupacije kuglastih skupova, kompaktnih, gotovo sfernih nakupina zvijezda koje u pravilu kruže oko galaksija.

Kuglaste skupove može se čitati kao pouzdane markere. I kad je galaksija toliko slaba da se jedva razabire, njihova prisutnost može otkriti da se u pozadini ipak krije raspršena, skromna populacija zvijezda. Tim je tim pristupom izdvojio deset već potvrđenih galaksija niskog površinskog sjaja te još dva dodatna kandidata za tzv. tamne galaksije.

Jedan kandidat, u jatu galaksija Perzej oko 300 milijuna svjetlosnih godina od Zemlje, posebno se istaknuo. Snimke visoke razlučivosti svemirskog teleskopa Hubble pokazale su tijesnu skupinu od četiri kuglasta skupa, a zatim su kombinirane analize podataka s Hubblea, europskog svemirskog opservatorija Euclid i zemaljskog teleskopa Subaru na Havajima otkrile slabašan, difuzan sjaj oko njih. Upravo taj jedva vidljiv “oreol” bio je snažan znak da se ondje nalazi galaksija.

“Ovo je prva galaksija otkrivena isključivo na temelju populacije kuglastih skupova”, rekao je Li, dodajući da prema konzervativnim procjenama ta četiri skupa predstavljaju cjelokupnu populaciju kuglastih skupova u CDG-2

Gotovo sve čini tamna tvar

Preliminarna analiza upućuje na to da CDG-2 ima sjaj usporediv s oko šest milijuna zvijezda sličnih Suncu. U usporedbi s Mliječnom stazom, koja broji stotine milijardi zvijezda, to je gotovo zanemarivo. Dodatno iznenađuje podatak da čak 16 posto ukupne vidljive svjetlosti galaksije dolazi iz samo četiri kuglasta skupa.

Još je ekstremnija slika kad se pogleda masa. Procjene sugeriraju da 99 posto ukupne mase CDG-2, računajući i vidljivu tvar i tamnu komponentu, otpada na tamnu tvar. Drugim riječima, zvijezde i sav “obični” materijal čine tek tanki, jedva vidljiv sloj na mnogo većoj, nevidljivoj strukturi.

Najvjerojatnije objašnjenje leži u okruženju. CDG-2 se nalazi u gustome jatu galaksija Perzej, gdje snažne gravitacijske interakcije mogu ogoliti manje sustave. U takvom “prometu” galaksija, velik dio normalne tvari potrebne za stvaranje zvijezda, ponajprije vodik, vjerojatno je s vremenom istrgnut i odnesen, pa je iza ostao tamnotvarni “kostur” i nekolicina iznimno gustih zvjezdanih skupova.

Kuglasti skupovi pritom su ključni jer bolje preživljavaju takve uvjete. Zbog velike gustoće i čvrste gravitacijske vezanosti otporniji su na plimne poremećaje, pa mogu poslužiti kao pouzdani pokazatelji postojanja galaksija koje su same po sebi jedva vidljive.

Kako se pretraživanja neba šire misijama poput Euclida, nadolazećeg svemirskog teleskopa Nancy Grace Roman i Opservatorija Vera C. Rubin, astronomi se sve više oslanjaju na strojno učenje i napredne statističke metode kako bi u golemim skupovima podataka prepoznali ovakve suptilne signale. CDG-2 je upozorenje koliko toga još može biti skriveno: svemir bi mogao biti pun gotovo nevidljivih galaksija, koje otkrivamo tek po rijetkim tragovima što ostaju u mraku