Ultra-slabe patuljaste galaksije, sitni sateliti koji kruže oko Mliječne staze, možda čuvaju tragove uvjeta iz vremena kada je svemir bio mlađi od 500 milijuna godina. Nova studija objavljena u časopisu Monthly Notices of the Royal Astronomical Society pokazuje da su ta jedva vidljiva galaktička okruženja iznimno osjetljiva na rane razine zračenja, što bi moglo objasniti zašto su neke male galaksije stvorile zvijezde, dok su druge ostale tamni haloi bez zvijezda.
Patuljaste galaksije često se opisuju kao mali “rođaci” Mliječne staze, no njihovi najslabiji primjerci nalaze se na granici onoga što danas znamo o nastanku galaksija i prirodi tamne tvari. Ultra-slabe patuljaste galaksije mogu biti milijun puta manje masivne od Mliječne staze, pa su izrazito osjetljive na rane kozmičke uvjete koji na veće galaksije gotovo ne ostavljaju trag.
Tim predvođen istraživačima iz Oskar Klein centra u Stockholmu, u suradnji s kolaboracijom LYRA, Sveučilištem Durham i Sveučilištem Havaji, izradio je novu skupinu kozmoloških simulacija usmjerenih na najslabije galaksije u svemiru. Azadeh Fattahi ističe da je riječ o dosad najvećem uzorku takvih galaksija simuliranih na toj razini razlučivosti.
Rano zračenje odlučivalo je koje će galaksije zasjati
Istraživači su testirali dvije različite pretpostavke o stanju svemira u vrijeme kada je bio mlađi od 500 milijuna godina. Htjeli su utvrditi kako je tadašnje zračenje utjecalo na svojstva vrlo malih galaksija koje danas vidimo u lokalnom svemiru, nakon više od 13 milijardi godina kozmičkog razvoja.
Rezultati pokazuju da najmanje galaksije snažno reagiraju na takve rane uvjete. Kod njih razina zračenja i okruženje u kojem su nastajale mogu odlučiti hoće li mali halo tamne tvari stvoriti zvijezde ili će ostati taman i bez zvjezdanog sadržaja. Masivnije galaksije, poput Mliječne staze, mnogo su manje osjetljive na takve promjene.
Shaun Brown, koji je vodio istraživanje tijekom rada u Stockholmu i Durhamu, usporedio je taj odnos s rastom usjeva. Kao što ljetni urod može otkriti kakvi su vremenski uvjeti vladali u proljeće, tako današnja svojstva ultra-slabih patuljastih galaksija mogu čuvati podatke o “klimi” vrlo ranog svemira.
Opservatorij Vera C. Rubin mogao bi otkriti novu populaciju sitnih satelita
Nadolazeće opservacije Opservatorija Vera C. Rubin mogle bi ovoj vrsti istraživanja dati ključan test. Očekuje se da će taj opservatorij pronaći velik broj dosad nepoznatih ultra-slabih patuljastih galaksija oko Mliječne staze, čime bi astronomi dobili znatno potpuniju sliku njezina satelitskog sustava.
Ako se pokaže da današnja svojstva tih galaksija doista nose tragove uvjeta iz ranog svemira, tada bi najbliže galaktičko okruženje moglo postati važan neizravan prozor u epohu koju je teško izravno promatrati. To je osobito važno nakon otkrića NASA-inog svemirskog teleskopa James Webb, koji je u ranom svemiru pronašao neke neočekivano masivne i sjajne galaksije.
Takvi rezultati traže i iznimno zahtjevan računalni rad. Fattahi navodi da je izvođenje svih simulacija trajalo više od šest mjeseci, a dobiveno je oko 300 terabajta podataka. Zbog toga su istraživači morali doraditi starije algoritme, koji nisu bili razvijeni za obradu tako velikih skupova podataka.
Veći dio posla obavljen je na superračunalu COSMA 8, namijenjenom istraživanjima koja se oslanjaju na složene simulacije. Tim sada planira novu skupinu simulacija koristiti za neka od otvorenih pitanja moderne kozmologije: gdje bi se danas mogli tražiti tragovi prve generacije zvijezda i što ultra-slabe patuljaste galaksije mogu otkriti o prirodi 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.
