Galaksija LEDA 1313424 izgleda kao golema kozmička meta. Oko nje se vidi čak devet pravilnih prstenova, a nova analiza sada otvara mogućnost da njihov raspored nije nastao u sudaru galaksija, nego u nevidljivoj strukturi tamne tvari.
Galaksija koja je iznenadila astronome brojem prstenova
Prstenaste galaksije astronomima su poznate već desetljećima, ali LEDA 1313424 odmah iskače iz te skupine. Zbog izgleda koji podsjeća na metu dobila je nadimak Bullseye, no ono što je čini posebnom nije samo oblik. Većina poznatih prstenastih galaksija ima jedan sjajan prsten, rjeđe dva ili tri. Bullseye ih ima čak devet.
Takav prizor isprva je upućivao na poznat scenarij. Kada manja galaksija prođe kroz središnje područje veće, njezina gravitacija može pokrenuti valove gustoće koji se šire kroz galaktički disk. Plin i zvijezde tada se sabijaju u kružne strukture, pa galaksija nakon takvog susreta može izgledati kao da je kroz nju prošao udarni val.
Najpoznatiji primjer takve prstenaste galaksije dugo je bio Cartwheel, otkriven još 1941. godine. Bullseye, međutim, ide mnogo dalje od tog obrasca. Devet prstenova nije lako uklopiti u jednostavnu sliku galaktičkog sudara, osobito ako se njihov položaj i brzina širenja pokušaju objasniti jednim događajem.
Upravo tu počinje nova rasprava. Ako su prstenovi doista nastali nakon sudara prije oko 56 milijuna godina, najudaljeniji među njima morao bi se kroz disk galaksije širiti iznimno velikom brzinom. Za dvojicu fizičara sa Sveučilišta u Floridi to je znak da Bullseye možda ne pokazuje samo posljedice burnog susreta dviju galaksija, nego i nešto mnogo dublje: mogući otisak tamne tvari.
Jedan prsten kreće se prebrzo za priču o sudaru
Fizičari Pierre Sikivie i Yuxin Zhao sa Sveučilišta u Floridi ponovno su pogledali što bi klasični scenarij sudara morao značiti za LEDA 1313424. Problem se pojavljuje kod najudaljenijeg prstena.
Ako su svi prstenovi nastali nakon sudara koji se dogodio prije oko 56 milijuna godina, najudaljeniji prsten morao bi se širiti brzinom od približno 1.220 kilometara u sekundi. To je golema brzina za materijal u galaktičkom disku.
Autori zato tvrde da sudar možda nije dovoljno dobro objašnjenje. Ne odbacuju mogućnost da je galaksija imala burnu prošlost, ali smatraju da sam raspored prstenova bolje odgovara drukčijem mehanizmu.
Taj mehanizam vodi prema jednoj od najvećih nepoznanica moderne astrofizike: tamnoj tvari.
Tamna tvar možda je ostavila vidljiv otisak u disku galaksije
Tamna tvar ne svijetli, ne upija svjetlost i ne možemo je izravno vidjeti teleskopima. Ipak, njezin gravitacijski utjecaj vidi se u načinu na koji se galaksije gibaju i kako se velike strukture svemira drže na okupu. Prema današnjim procjenama, tamna tvar čini oko 85 posto sve tvari u svemiru.
Jedna od ideja govori da bi se tamna tvar mogla sastojati od aksiona, iznimno laganih hipotetskih čestica koje bi s običnom tvari međudjelovale vrlo slabo. Upravo na toj mogućnosti Sikivie radi već godinama.
Ako su aksioni doista tamna tvar, njihov raspored oko galaksija ne bi morao biti posve gladak. Zbog očuvanja kutne količine gibanja, u haloima tamne tvari mogli bi nastajati kaustični prstenovi. To su područja u kojima se tamna tvar zgušnjava u pravilne prstenaste strukture.
Takvi prstenovi ne bi bili vidljivi sami po sebi. No njihova gravitacija mogla bi utjecati na običnu tvar u galaktičkom disku. Plin i zvijezde tada bi se posložili tako da vidimo prstenove, dok bi stvarni uzrok ostao nevidljiv.
Sikivie i Zhao usporedili su polumjere prstenova u galaksiji LEDA 1313424 s obrascem koji se očekuje kod kaustičnih prstenova tamne tvari. Prema njihovoj analizi, podudaranje je dovoljno zanimljivo da Bullseye više ne izgleda samo kao posljedica galaktičkog sudara.
Aksioni bi galaksiji dali kvantni potpis
Najneobičniji dio ove ideje povezan je s kvantnom fizikom. Aksioni, ako postoje, pripadaju skupini čestica koje bi u određenim uvjetima mogle prijeći u Bose-Einsteinov kondenzat.
To je stanje u kojem velik broj čestica dijeli isto kvantno stanje i počinje se ponašati kao jedan golemi kolektivni sustav. U laboratoriju se takvo stanje dobiva pri temperaturama blizu apsolutne nule. U galaktičkom halou, prema ovoj hipotezi, aksioni bi mogli pokazivati sličnu kolektivnu narav na golemim razmjerima.
Upravo bi takvo ponašanje moglo objasniti zašto se u Bullseyeu vidi tako pravilan niz prstenova. Ne bi ih oblikovao samo jedan dramatičan prolazak druge galaksije, nego dugotrajan gravitacijski otisak tamne tvari oko galaksije.
Aksioni zasad nisu izravno otkriveni, pa se ova ideja ne može potvrditi jednostavnim opažanjem jedne čestice. Ipak, LEDA 1313424 sada dobiva novu ulogu. Umjesto da bude samo neobična prstenasta galaksija, mogla bi postati mjesto na kojem se testira jedna od najzanimljivijih zamisli o tome od čega je svemir zapravo građen.
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.
Izvori i publikacija
Pierre Sikivie et al, The Nine Rings of the Galaxy LEDA 1313424, The Astrophysical Journal (2026). DOI: 10.3847/1538-4357/ae6dbd
Časopis / izvor: The Astrophysical Journal
