Slab, izdužen trag zvijezda u galaksiji UGC9050-Dw1 dao je astronomima novi način za proučavanje tamne tvari. Međunarodni tim prvi je put pronašao zvjezdani tok kuglastog skupa izvan Mliječne staze i pokazao da se njegovim oblikom i kretanjem može procijeniti koliko tamne tvari skriva galaksija u kojoj se nalazi.
Otkriće je važno jer se tamna tvar ne može vidjeti izravno. Astronomi njezinu prisutnost zaključuju po gravitacijskom utjecaju na zvijezde, plin i galaksije.
Zvijezde koje je kuglasti skup ostavio za sobom
Kuglasti skupovi su guste, kuglaste nakupine velikog broja starih zvijezda. Dok kruže oko galaksije, gravitacija njihove matične galaksije postupno iz njih izvlači zvijezde i ostavlja za sobom dugačak, vrlo slab trag.
Takvi zvjezdani tokovi nisu nepoznati u Mliječnoj stazi. Njihov položaj, širina i zakrivljenost čuvaju zapis o gravitacijskim silama kroz koje su prošli. Upravo zato mogu poslužiti kao osjetljivi pokazatelji raspodjele tamne tvari.
U novom znanstvenom radu tim predvođen Julie Kiel Holm i Sarah Pearson pronašao je takav tok u ultradifuznoj galaksiji UGC9050-Dw1. Riječ je o galaksiji koja odašilje vrlo malo svjetlosti, zbog čega je promatranje već samo po sebi bilo iznimno zahtjevno.
Tamna tvar ostavlja trag u putanji zvijezda
Zvjezdani tok nije nasumična skupina zvijezda. Sve njegove zvijezde bile su dio istog kuglastog skupa, a zatim su se postupno odvojile pod utjecajem gravitacije.
Način na koji se tok proteže kroz galaksiju ovisi o ukupnoj masi galaksije i raspodjeli te mase. Budući da se većina mase ne vidi, upravo se iz putanje zvijezda može zaključiti koliki je udio tamne tvari i kako je raspoređena oko galaksije.
Analiza UGC9050-Dw1 pokazala je veliku količinu tamne tvari, što je u skladu s ranijim rezultatima za ultradifuzne galaksije. Ključna je razlika u metodi: masu galaksije sada je bilo moguće procijeniti preko zvjezdanog toka, alatom koji se dosad uglavnom primjenjivao samo u Mliječnoj stazi.
Prvi takav tok izvan naše galaksije
Ovo nije samo još jedan zvjezdani tok. Riječ je o prvom potvrđenom toku kuglastog skupa pronađenom izvan Mliječne staze.
Takve strukture vrlo su slabe čak i u našoj galaksiji, a na većim udaljenostima njihova se svjetlost stapa s pozadinom. UGC9050-Dw1 pritom je ultradifuzna galaksija, što znači da sadrži malo zvijezda raspršenih na velikom prostoru i ima vrlo slabu površinsku svjetlinu.
Upravo ta kombinacija objašnjava zašto ovakvo otkriće dosad nije bilo moguće. Napredak velikih astronomskih baza podataka i preciznijih metoda analize sada omogućuje izdvajanje slabih zvjezdanih tragova koje su ranija promatranja lako propuštala.
Sljedeći cilj su druge slabe galaksije
Jedan tok ne može riješiti pitanje prirode tamne tvari, ali potvrđuje da se metoda može primijeniti i izvan Mliječne staze. Ako astronomi pronađu više takvih struktura u galaksijama različitih veličina i oblika, moći će usporediti kako se tamna tvar ponaša u vrlo različitim okolišima.
U tome bi mogli pomoći svemirski teleskopi Euclid i Nancy Grace Roman, koji će snimati velike dijelove neba dovoljno duboko da izdvoje slabe zvjezdane tokove u udaljenijim galaksijama.
Otkriće u UGC9050-Dw1 ne pruža konačan odgovor o tamnoj tvari. Pokazuje da zvijezde iz jednog davnog kuglastog skupa mogu postati precizan gravitacijski trag za proučavanje inače nevidljive mase.
