Μια διεθνής ομάδα με επικεφαλής το Ινστιτούτο Kapteyn του Πανεπιστημίου του Groningen (στην Ολλανδία), με τη συμμετοχή του Ινστιτούτου de Astrofísica de Canarias (IAC) και του Πανεπιστημίου της La Laguna (ULL), διαπίστωσε ότι ο συνολικός αριθμός από τα σφαιρωτά σμήνη γύρω από το αντικείμενο Dragonfly 44 και, επομένως, το περιεχόμενο της σκοτεινής ύλης, είναι πολύ λιγότερο από ό, τι είχαν προτείνει τα προηγούμενα ευρήματα, κάτι που δείχνει ότι ο γαλαξίας αυτός δεν είναι ούτε μοναδικός ούτε ανώμαλος. Το αποτέλεσμα της έρευνας δημοσιεύθηκαν πρόσφατα στον ιστότοπο Monthly Notices of the Royal Astronomical Society (MNRAS).
Εικόνα με χρωματική ενίσχυση του εξαιρετικά διάχυτου γαλαξία Dragonfly 44 η οποία λήφθηκε με το διαστημικό τηλεσκόπιο Hubble. Εικόνα: Teymoor Saifollahi και NASA / HSTΑπό: INSTITUTO DE ASTROFÍSICA DE CANARIAS (IAC)
Προς το παρόν, ο σχηματισμός γαλαξιών είναι δύσκολο να γίνει κατανοητός χωρίς την παρουσία ενός μυστηριώδους συστατικού το οποίο δείχνει να είναι πανταχού παρόν, το οποίο ονομάζεται Σκοτεινή Ύλη. Οι αστρονόμοι έχουν μετρήσει πόση σκοτεινή ύλη υπάρχει γύρω από τους γαλαξίες και διαπίστωσαν ότι κυμαίνεται μεταξύ 10 και 300 φορές την ποσότητα της Ορατής Ύλης. Ωστόσο, πριν από λίγα χρόνια, η ανακάλυψη ενός πολύ διάχυτου αντικειμένου, με το όνομα Dragonfly 44, άλλαξε αυτήν την άποψη. Διαπιστώθηκε ότι ο γαλαξίας αυτός έχει 10.000 φορές περισσότερη σκοτεινή ύλη από τα αστέρια εντός του. Οι αστρονόμοι έχουν καταβάλει σοβαρές προσπάθειες για να δουν αν αυτό το αντικείμενο είναι πραγματικά ανώμαλο ή αν κάτι πήγε στραβά στην ανάλυση των παρατηρήσεων τους. Τώρα πια έχουμε την απάντηση.
Ο γαλαξίας Dragonfly 44 ανακαλύφθηκε σε μια βαθιά έρευνα του γαλαξιακού σμήνους Coma, ένα σύμπλεγμα με αρκετές χιλιάδες γαλαξίες. Από την αρχή, ο γαλαξίας αυτός θεωρήθηκε αξιοσημείωτος από τους ερευνητές, επειδή η ποσότητα της σκοτεινής ύλης που συγκεντρώνε ήταν σχεδόν ίδια με εκείνη του Γαλαξία μας, πράγμα που ισοδυναμεί με ένα δισεκατομμύριο Ηλιακές μάζες.
Ωστόσο, αντί να περιέχει περίπου εκατό χιλιάδες εκατομμύρια αστέρια, όπως και ο Γαλαξίας μας, ο DF44 έχει μόνο εκατό εκατομμύρια αστέρια, χίλιες φορές λιγότερα από τον μητρικό μας Γαλαξία! Αυτό σημαίνει ότι η ποσότητα της σκοτεινής ύλης ήταν δέκα χιλιάδες φορές μεγαλύτερη από αυτή των αστεριών του. Εάν αυτό ήταν αληθές, θα ήταν ένα μοναδικό αντικείμενο, με σχεδόν 100 φορές περισσότερη σκοτεινή ύλη από αυτήν που αναμενόταν σχετικά με τον αριθμό των αστεριών του.
Ωστόσο, με μια διεξοδική ανάλυση του συστήματος από σφαιρωτά σμήνη γύρω από τον Dragonfly 44, οι ερευνητές διαπίστωσαν ότι ο συνολικός αριθμός των σφαιρωτών σμηνών είναι μόνο 20 και ότι η συνολική ποσότητα της σκοτεινής ύλης είναι περίπου 300 φορές μεγαλύτερη από αυτή της ορατής ύλης, η οποία σημαίνει ότι δεν είναι πολύ πέρα από την κανονική τιμή για αυτόν τον τύπο γαλαξιών.
"Το γεγονός ότι στην ερευνά μας βρήκαμε μόνο 20 σφαιρωτά σμήνη, σε σύγκριση με τα 80 που είχαν προηγουμένως δηλωθεί, μειώνει δραστικά την ποσότητα της σκοτεινής ύλης που πιστεύεται ότι περιέχει ο γαλαξίας", εξηγεί ο Ignacio Trujillo, ερευνητής του IAC και συν-συγγραφέας του σχετικού άρθρου. "Επιπλέον, με τον αριθμό των σφαιρωτών σμηνών που βρήκαμε, η ποσότητα της σκοτεινής ύλης στον Dragonfly 44 συμφωνεί με αυτό που αναμένεται για αυτόν τον τύπο γαλαξιών. Ο λόγος της ορατής προς τη σκοτεινή ύλη δεν είναι πλέον 1 στα 10.000 αλλά ένας στους 300", προσθέτει ο Trujillo.
"Ο Dragonfly 44 υπήρξε μια ανωμαλία όλα αυτά τα χρόνια η οποία δεν μπορούσε να εξηγηθεί με τα υπάρχοντα μοντέλα σχηματισμού γαλαξιών. Τώρα γνωρίζουμε ότι τα προηγούμενα αποτελέσματα ήταν λανθασμένα και ότι ο DF44 δεν είναι εξαιρετικά αξιοσημείωτος. Είναι καιρός να προχωρήσουμε", επισημαίνει ο Teymoor Saifollahi, ερευνητής στο Ινστιτούτο Kapteyn και ο πρώτος συγγραφέας του άρθρου.
"Η ερευνά μας δείχνει ότι ο γαλαξίας αυτός δεν είναι τόσο μοναδικός ούτε απροσδόκητος. Με αυτόν τον τρόπο τα μοντέλα σχηματισμού γαλαξιών μπορούν να τον εξηγήσουν χωρίς την ανάγκη τροποποίησης ", δηλώνει ο Michael A. Beasley, ένας άλλος ερευνητής του IAC, ειδικός σε σφαιρωτά σμήνη, και συν-συγγραφέας του σχετικού άρθρου.
Ο συνολικός αριθμός στα σφαιρωτά σμήνη σχετίζονται με τη συνολική μάζα ενός γαλαξία. Έτσι, εάν μετρηθεί ο αριθμός στα σφαιρωτά αυτά σμήνη, μπορεί να βρεθεί η ποσότητα της σκοτεινής ύλης, ειδικά εάν η ποσότητα της ορατής ύλης είναι μόνο ένα μικρό κλάσμα του συνόλου του εκάστοτε γαλαξία.
"Ωστόσο, δεν έχουμε φυσική εξήγηση για αυτήν τη σχέση μεταξύ του συνολικού αριθμού σφαιρωτών σμηνών και της συνολικής μάζας του γαλαξία. Αυτή είναι μια καθαρά παρατηρησιακή γνώση. Θα μπορούσε να έχει σχέση με την ποσότητα του αρχικού αερίου από το οποίο έχουν σχηματιστεί τα αστέρια και τα ίδια τα σφαιρωτά σμήνη. Όσο περισσότερη σκοτεινή ύλη υπάρχει σε έναν γαλαξία, τόσο περισσότερο αέριο περιέχει", προτείνει ο Johan H. Knapen, ερευνητής του IAC και επίσης συν-συγγραφέας του άρθρου.
Αναφορές: “The number of globular clusters around the iconic UDG DF44 is as expected for dwarf galaxies” by Teymoor Saifollahi, Ignacio Trujillo, Michael A Beasley, Reynier F Peletier and Johan H Knapen, 8 October 2020, Monthly Notices of the Royal Astronomical Society.
DOI: 10.1093/mnras/staa3016