Astronomi pročešljaju podatke iz ESA-ina svemirska letjelica Gaia otkrili su ono što nazivaju galaksijom duhova. Galaksija, nazvana Antlia 2 (Ant 2) je izuzetno niske gustoće patuljasta galaksija koja je nastala u ranim danima svemira. I oduzimaju mu svoju masu plimne sile Mliječne staze.

Ova galaksija duhova cijelo vrijeme se skrivala na vidiku. Zbog niske gustoće ju je bilo teško otkriti, a isto tako i njezina lokacija. Skriven je iza omotača diska Mliječne staze, u području poznatom astronomima kao 'Zona izbjegavanja' (ZOA.) Ali je ogroman: iste je veličine kao i Veliki Magelanov oblak a jedna trećina veličine Mliječne staze.

Međunarodni tim astronoma pronašao je Ant 2 dok je prolazio kroz drugo objavljivanje podataka iz svemirske letjelice Gaia. Tražili su patuljaste galaksije u blizini Mliječne staze tražeći Zvijezde RR Lyra . RR Lyrae su promjenjive zvijezde koje se koriste kao standardne svijeće. To su stare zvijezde siromašne metalom koje se obično nalaze u patuljastim galaksijama, pa ako pronađete zvijezde RR Lyrae, vjerojatno ste pronašli patuljastu galaksiju.

U nekim aspektima, Ant 2 je poput ostalih patuljastih galaksija. Sve galaksije, uključujući patuljaste galaksije poput ove, nastaju u suradnji s tamnom tvari. Kao što njihovo ime jasno govori, patuljci su manji i imaju manje zvijezda od ostalih galaksija. Patuljasta galaksija može imati samo sto milijuna zvijezda, možda čak nekoliko milijardi. Oni su manji od naše vlastite galaksije Mliječni put, koja ima između 200 i 400 milijardi zvijezda.

“Ovo je duh iz galaksije. Difuzni objekti poput Ant 2 jednostavno nisu viđeni prije.” – Gabriel Torrealba, glavni autor.

Zvijezde u patuljastoj galaksiji također su različite od zvijezda u drugim galaksijama. Patuljaste galaksije bile su neke od prvih struktura koje su nastale u svemiru, pa su njihove zvijezde starije i siromašne metalom. Nastali su u ranim danima, prije nego što su uzastopne generacije zvijezda zasijale svemir metalima.

Mnoge patuljaste galaksije podložne su gravitacijskim plimama većih galaksija u njihovoj blizini, a Ant 2 nije iznimka. Često ih se može vidjeti kako se vuku prema većim galaksijama i rastavljaju tim interakcijama. To može rezultirati spajanjem galaksija, a to je ono što bi se moglo dogoditi s Antom 2.

Ali galaksija duhova Ant 2 razlikuje se od ostalih patuljaka. Daje vrlo malo svjetla. U usporedbi s drugom satelitskom galaksijom Mliječne staze, Velikim Magelanovim oblakom, on je 10 000 puta slabiji. Ovisno o tome kako ga gledate, ili je prevelik za svoju svjetlinu ili suviše slab za svoju veličinu.

'Ovo je duh galaksije', rekao je Gabriel Torrealba, glavni autor lista. “Difuzni objekti poput Ant 2 jednostavno nisu viđeni prije. Naše otkriće bilo je moguće samo zahvaljujući kvaliteti Gaia podataka.”

Umjetnikov dojam svemirske letjelice Gaia. Astronomi su pročešljavajući Gaijino drugo izdanje podataka pronašli galaksiju duh Ant 2. Zasluge slike: ESA/ATG medialab

Gaia misija ESA-e proizvela je najbogatiji katalog zvijezda do sada, uključujući visokoprecizna mjerenja gotovo 1,7 milijardi zvijezda. Otkrio je dosad nevidljive detalje naše matične Galaksije i pokazao kako je nastala Mliječna staza spajanje s drugom galaksijom prije 10 milijardi godina. Ranije ove godine, Gaijino drugo objavljivanje podataka učinilo je nove detalje zvijezda u Mliječnoj stazi dostupnim znanstvenicima diljem svijeta, a to je bila riznica za astronome, uključujući tim koji stoji iza galaksije duhova.

Grafički sažetak Gaiinog drugog izdanja podataka. Autorstvo slike: ESA, CC BY-SA 3.0-igo, https://commons.wikimedia.org/w/index.php?curid=68049468

Tim astronoma koji stoji iza studija potječe iz Tajvana, Velike Britanije, SAD-a, Australije i Njemačke. Tražili su Gaijino drugo izdanje podataka za zvijezde RR Lyrae, nadajući se da će pronaći još patuljastih galaksija. Ove stare zvijezde imaju dobro shvaćene impulse sjaja koji traju pola dana, pa su vrlo korisne.

'RR Lyrae pronađena je u svakom poznatom patuljastom satelitu, pa kada smo pronašli skupinu njih kako sjedi iznad galaktičkog diska, nismo bili potpuno iznenađeni', rekao je koautor Vasilij Belokurov s Cambridgeovog instituta za astronomiju. 'Ali kada smo pobliže pogledali njihovu lokaciju na nebu, pokazalo se da smo pronašli nešto novo, jer se niti jedan prethodno identificirani objekt nije pojavio ni u jednoj od baza podataka koje smo pretraživali.'

“Pitamo se je li ova galaksija samo vrh sante leda, a Mliječna staza okružena velikom populacijom gotovo nevidljivih patuljaka sličnih ovoj.” – koautor Matthew Walker, Sveučilište Carnegie Mellon.

Tim je obavijestio svoje kolege na Anglo-australski teleskop (AAT) u Australiji. U kratkom vremenskom okviru, astronomi na AAT-u izmjerili su spektre više od 100 zvijezda crvenih divova u galaksiji duhova. Ti spektri dali su potvrdu koja je timu bila potrebna.

Spektri su pokazali da se sve zvijezde kreću zajedno. Mrav 2 nikada ne dolazi previše blizu Mliječne staze, uvijek je udaljen najmanje 130.000 svjetlosnih godina. Istraživači su također uspjeli dobiti masu galaksije, koja je bila mnogo niža od očekivane za objekt njezine veličine.

Najjednostavnije objašnjenje za ovu galaksiju duhova... Možda

“Najjednostavnije objašnjenje zašto se čini da Ant 2 danas ima tako malu masu jest da ga rastavljaju galaktičke plime Mliječne staze”, rekao je koautor Sergej Koposov sa Sveučilišta Carnegie Mellon. “Ono što ostaje neobjašnjeno, međutim, je divovska veličina objekta. Normalno, kako galaksije gube masu zbog plime i oseke Mliječne staze, one se smanjuju, a ne rastu.

Dakle, Ant 2 je pomalo misterij za astronome. Vrlo je velik za nešto s tako malom masom. Uklanjanje mase ne može učiniti galaksiju duhova većom; to nema smisla. Mora postojati još jedan razlog zašto raste u veličini dok gubi masu, ali za sada nitko ne zna. Naše trenutne teorije o formiranju galaksija ne predviđaju objekte poput Ant 2.

Jedna linija nagađanja sugerira da bi vrlo snažno formiranje zvijezda unutar Ant 2 moglo uzrokovati njegovo širenje dok mu Mliječna staza krade masu. Zvjezdani vjetrovi i eksplozije supernove mogli bi odgurnuti neiskorišteni plin, oslabiti gravitaciju koja veže galaksiju i dopustiti tamnoj tvari s kojom je povezana. Ali ovo nije dokazano.

'Čak i ako je formiranje zvijezda moglo preoblikovati distribuciju tamne tvari u Antu 2 dok je sastavljen, moralo je djelovati s neviđenom učinkovitošću', rekao je koautor Jason Sanders, također s Cambridgea.

Druga linija nagađanja uključuje samu tamnu tvar, možda drugu vrstu tamne tvari. Trenutna teorija predviđa da se tamna tvar čvrsto nakuplja u središtu galaksija. Ali difuzna, raširena priroda Ant 2 mogla bi značiti da je na djelu vrsta tamne tvari koja se ne skuplja tako lako. Kao što tim kaže u svom radu, „Podrijetlo ove jezgre može biti u skladu s agresivnim povratnim informacijama ili čak zahtijevati alternative za hladna tamna tvar (kao što su ultra-laki bozoni).“

“U usporedbi s ostatkom 60-ak Sateliti Mliječne staze , Ant 2 je čudan,” rekao je koautor Matthew Walker, također sa Sveučilišta Carnegie Mellon. “Pitamo se je li ova galaksija samo vrh sante leda, a Mliječna staza okružena velikom populacijom gotovo nevidljivih patuljaka sličnih ovoj.”

Pronalaženje neobične galaksije duhova kao što je Ant 2 je zbunjujuće, ali nije bilo posve neočekivano. Kako su metode detekcije postale osjetljivije, pronađene su sve nejasnije satelitske galaksije. Vjerojatno je bilo samo pitanje vremena kada će se jedan naći ovdje, u ZOA . Ali je li to jedina koju smo ikada pronašli ili smo naletjeli na prvu od mnogih zahvaljujući snazi ​​svemirske letjelice Gaia, još uvijek je otvoreno pitanje. U svakom slučaju, to tjera astronome da preispitaju svoje najisplativije teorije.

Izvori:

• Priopćenje za javnost Sveučilišta Cambridge: 'Gaia uoči galaksiju 'duh' u susjedstvu'
• Znanstveni rad: “Skriveni div: otkriće ogromnog galaktičkog patuljastog satelita u Gaia DR2”
• ESA Gaia stranica
• Wikipedija: Zvijezde RR Lyra