Tradicionalno se smatralo da su patuljaste galaksije stalni sateliti naše galaksije, no novo istraživanje ukazuje na to da bi većina njih mogla biti uništena ubrzo nakon što uđu u takozvani “halo” Mliječnog puta.
Zahvaljujući najnovijem katalogu Europske svemirske agencije (ESA) i njenog satelita Gaia, međunarodni tim znanstvenika pokazao je da patuljaste galaksije možda nisu u stanju ravnoteže.
Studija, objavljena u časopisu the Monthly Notices of the Royal Astronomical Society, postavlja ključna pitanja o standardnom modelu kosmologije, posebno o ulozi tamne tvari u našem najbližem svemirskom okruženju.
Galaksije oko Mliječnog puta
Dugo se vjerovalo da su patuljaste galaksije oko Mliječnog puta drevni “sateliti” koji orbitiraju oko naše galaksije već gotovo 10 milijardi godina. To bi zahtijevalo da one sadrže velike količine tamne tvari kako bi odolijevale ogromnim plimnim silama uzrokovanim gravitacijskim privlačenjem Mliječnog puta. Smatralo se da je upravo tamna tvar odgovorna za značajne razlike u brzinama zvijezda unutar ovih galaksija.
No, najnoviji podaci misije Gaia nude potpuno drugačiju perspektivu na svojstva patuljastih galaksija. Astronomi sa Pariškog opservatorija, Nacionalnog centra za znanstvena istraživanja (CNRS) i Leibnizovog instituta za astrofiziku u Potsdamu (AIP) uspjeli su rekonstruirati povijest Mliječnog puta. Otkrili su da je vremenski period kada su galaksije ušle u halo direktno povezan s njihovom orbitalnom energijom: Objekti koji su stigli ranije, kada je Mliječna staza bila manje masivna, imaju nižu orbitalnu energiju u usporedbi s onima koji su stigli kasnije.
Iznenađujuće, orbitalne energije većine patuljastih galaksija znatno su veće od one Sagitarijeve patuljaste galaksije, koja je u halo ušla prije 5 do 6 milijardi godina. To upućuje na zaključak da su većina patuljastih galaksija u halo stigle relativno nedavno, unutar posljednja tri milijarde godina.
Galaksije porijeklom izvan haloa
Takav nedavni dolazak sugerira da su patuljaste galaksije porijeklom izvan haloa, gdje se uobičajeno opaža da sadrže ogromne rezervoare neutralnog plina. Ove plinom bogate galaksije izgubile su svoj plin prilikom sudara s vrućim plinom galaktičkog haloa, što je dovelo do drastičnih promjena uzrokovanih šokovima i turbulencijom.
Prije gubitka plina, patuljaste galaksije bile su karakterizirane rotacijom plina i zvijezda. Međutim, nakon transformacije u sustave bez plina, njihova gravitacijska ravnoteža postaje ovisna o nasumičnim kretanjima preostalih zvijezda.
Gubitak plina u patuljastim galaksijama događa se tako nasilno da ih izbacuje iz stanja ravnoteže. To znači da brzina kretanja zvijezda više nije usklađena s njihovim gravitacijskim ubrzanjem. Kombinacija gubitka plina i gravitacijskih šokova prilikom uranjanja u galaksiju adekvatno objašnjava široko rasprostranjene brzine zvijezda unutar ostataka patuljastih galaksija.
Uloga tamne tvari
Zanimljiv aspekt ove studije je uloga tamne tvari. Prvo, zbog nedostatka ravnoteže, nije moguće procijeniti dinamičku masu patuljastih galaksija Mliječnog puta i njihov sadržaj tamne tvari.
Drugo, dok je u prethodnom modelu tamna tvar smatrana ključnim faktorom za stabilnost patuljastih galaksija, njezino uključivanje postaje problematično u kontekstu objekata izvan ravnoteže. U stvari, ako je patuljasta galaksija već sadržavala znatnu količinu tamne tvari, to bi stabiliziralo njen početni rotirajući disk zvijezda i spriječilo transformaciju u galaksiju s nasumičnim kretanjem zvijezda, kao što je sada opaženo.
Nedavni dolazak patuljastih galaksija i njihove transformacije unutar haloa objašnjavaju mnoge opažene karakteristike ovih objekata, osobito prisutnost zvijezda na velikim udaljenostima od njihovih centara. Njihova svojstva čine se kompatibilnima s nedostatkom tamne tvari, što je u suprotnosti s ranijim shvaćanjima o patuljastim galaksijama kao objektima s dominantnom tamnom tvari.
Sada se postavljaju brojna pitanja, poput: Gdje su brojne patuljaste galaksije s dominantnom tamnom materijom koje standardni kosmološki model predviđa u okolini Mliječnog puta? Kako procijeniti sadržaj tamne materije u patuljastoj galaksiji ako se ne može pretpostaviti ravnoteža? Koja druga promatranja mogu razlikovati predložene patuljaste galaksije izvan ravnoteže od klasičnog modela s dominantnom tamnom tvari?
Pridružite se raspravi u našoj Telegram grupi. KOZMOS Telegram –t.me/kozmoshr
