Astronomi su uočili neobičnu gravitacijsku leću: svjetlost udaljene galaksije podijeljena je na pet, a ne na četiri projekcije. Takvu konfiguraciju moguće je objasniti jedino postojanjem masivnog, nevidljivog haloa tamne tvari.
Charles Keeton, teoretski astrofizičar sa Sveučilišta Rutgers, ostao je zatečen kada mu je kolega Andrew Baker pokazao neuobičajenu konfiguraciju. “Jesi li ikada vidio Einsteinov križ s projekcijom u središtu?” pitao ga je Baker. Keeton nije.
“To se jednostavno ne bi trebalo događati,” rekao je. “Peta projekcija u sredini znači da masa koja savija svjetlost nije uobičajeno raspoređena.”
Što je Einsteinov križ?
Einsteinov križ nastaje kada gravitacija galaksija u prvom planu zakrivljuje svjetlost udaljene pozadinske galaksije. Taj učinak obično stvara četiri jasno razdvojene projekcije iste galaksije. Peta projekcija, kakvu su sada uočili astronomi, upućuje na dodatni izvor mase, golemi halo tamne tvari koji ne emitira svjetlost i ne može se promatrati izravno.
Rezultati istraživanja, u kojem su sudjelovali Charles Keeton, Andrew Baker i doktorandica Lana Eid, objavljeni su u časopisu The Astrophysical Journal.
Anomaliju je prvi primijetio Pierre Cox, direktor istraživanja u Francuskom nacionalnom centru za znanstvena istraživanja (CNRS), analizirajući podatke radijskog teleskopa NOEMA u francuskim Alpama. “Konfiguracija je izgledala poput križa, ali s dodatnom projekcijom u sredini. Nikada prije nisam vidio tako nešto”, rekao je Cox.
Cilj promatranja bila je udaljena galaksija HerS-3. Podaci prikupljeni NOEMA-om i teleskopom ALMA u Čileu pokazali su pet projekcija umjesto uobičajene četiri. Istraživači su u početku sumnjali da je riječ o pogrešci u podacima, no dodatne provjere potvrdile su da je signal autentičan.
Kako bi razjasnili opažanja, Keeton i Eid proveli su računalno modeliranje gravitacijske leće. Analiza je pokazala da četiri vidljive galaksije u prvom planu ne mogu objasniti uočeni uzorak. Tek uključivanjem nevidljive mase, haloa tamne tvari, model se u potpunosti poklopio s opažanjima.
“Pokušali smo sve moguće konfiguracije koristeći samo vidljive galaksije i nijedna nije odgovarala”, rekao je Keeton. “Jedini način da matematika i fizika sjednu na svoje mjesto bio je uključiti halo tamne tvari.”
Prirodni laboratorij
Gravitacijska leća u ovom slučaju nije samo neobičan vizualni efekt, već i vrijedan znanstveni alat. Savijanje svjetlosti povećava udaljenu galaksiju i otkriva njezinu unutarnju strukturu u mnogo većoj razlučivosti nego što bi inače bilo moguće. Istodobno pruža rijetku priliku za proučavanje raspodjele tamne tvari oko galaksija koje se nalaze u prvom planu.
“Ovaj sustav možemo promatrati kao prirodni laboratorij”, istaknuo je Pierre Cox. “Omogućuje nam da u isto vrijeme istražujemo i pozadinsku galaksiju i nevidljivu masu koja oblikuje njezinu svjetlost.”
Za doktorandicu Lanu Eid iz tima sa Sveučilišta Rutgers rad na ovom projektu bio je posebno iskustvo. “Od samog početka sustav leće bio je fascinantan, a kako su se naši modeli razvijali, otkrivali smo sve složenije detalje”, rekla je.
Znanstvenici predviđaju da bi buduća promatranja mogla otkriti dodatne pojave, primjerice tokove plina koji izlaze iz galaksije. Ako se predviđanja potvrde, to će ojačati njihove modele; ako ne, i to će donijeti nove spoznaje.
“Riječ je o predviđanju koje se može jasno provjeriti”, naglasio je Charles Keeton. “Ako ga opažanja ne potvrde, morat ćemo ponovno razraditi modele. Upravo tako funkcionira znanost.”
Andrew Baker ističe i širu dimenziju otkrića, bez međunarodne suradnje i snažne potpore istraživačkoj infrastrukturi ono ne bi bilo moguće. “ALMA u Čileu i Very Large Array u Novom Meksiku financira Nacionalna zaklada za znanost Sjedinjenih Država, dok Hubbleov svemirski teleskop djeluje pod okriljem NASA-e. Svi su oni odigrali ključnu ulogu u ovom radu”, rekao je. “Nadamo se da će takva podrška i dalje otvarati prostor za nova otkrića.”
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.
