Οι αστρονόμοι που χτυπούν δεδομένα από το διαστημικό σκάφος Gaia της ESA ανακάλυψαν αυτό που αποκαλούν γαλαξία-φάντασμα. Ο γαλαξίας, που ονομάζεται Antlia 2 (Ant 2) είναι ένας γαλαξίας νάνος εξαιρετικά χαμηλής πυκνότητας που σχηματίστηκε στις πρώτες μέρες του σύμπαντος. Και αφαιρείται από τη μάζα του από τις παλιρροιακές δυνάμεις του Γαλαξία μας.
Αυτός ο γαλαξίας φάντασμα κρύβεται σε καθαρή θέα. Η χαμηλή πυκνότητά του δυσκολεύτηκε να ανιχνευθεί, όπως και η τοποθεσία του. Είναι κρυμμένο πίσω από το κάλυμμα του δίσκου του Γαλαξία, σε μια περιοχή γνωστή στους αστρονόμους ως «Ζώνη Αποφυγής» (ZOA.) Αλλά είναι τεράστιο: έχει το ίδιο μέγεθος με το Μεγάλο Μαγγελικό Σύννεφο και το ένα τρίτο του μεγέθους του Γαλαξία .
Μια διεθνής ομάδα αστρονόμων βρήκε το Ant 2 κατά τη διάρκεια της δεύτερης έκδοσης δεδομένων από το διαστημικό σκάφος Gaia. Έψαχναν νάνους γαλαξίες κοντά στον Γαλαξία αναζητώντας αστέρια RR Lyrae. Το RR Lyrae είναι μεταβλητά αστέρια που χρησιμοποιούνται ως στάνταρ κεριά. Είναι παλιά, αστέρια φτωχού μετάλλου που συνήθως βρίσκονται στους νάνους γαλαξίες, οπότε αν βρείτε αστέρια RR Lyrae, πιθανότατα έχετε βρει έναν γαλαξία νάνος.
Από ορισμένες απόψεις, το Ant 2 μοιάζει με άλλους γαλαξίες νάνων. Όλοι οι γαλαξίες, συμπεριλαμβανομένων των νάνων γαλαξιών όπως αυτός, σχηματίζονται σε συνδυασμό με τη σκοτεινή ύλη. Καθώς το όνομά τους καθιστά σαφές, οι νάνοι είναι μικρότεροι και έχουν λιγότερα αστέρια από άλλους γαλαξίες. Ένας νάνος γαλαξίας μπορεί να έχει μόνο εκατό εκατομμύρια αστέρια, ίσως και μερικά δισεκατομμύρια. Είναι νάνοι από τον δικό μας Γαλαξία Γαλαξία, ο οποίος έχει μεταξύ 200 και 400 δισεκατομμύρια αστέρια.
«Αυτό είναι ένα φάντασμα ενός γαλαξία. Αντικείμενα τόσο διάχυτα όσο το Ant 2 απλά δεν έχουν δει πριν. " - Gabriel Torrealba, κύριος συγγραφέας.
Τα αστέρια σε έναν νάνο γαλαξία είναι διαφορετικά από τα αστέρια και σε άλλους γαλαξίες. Οι νάνοι γαλαξίες ήταν μερικές από τις πρώτες δομές που δημιουργήθηκαν στο σύμπαν, οπότε τα αστέρια τους είναι παλαιότερα και φτωχά στα μέταλλα. Σχηματίστηκαν τις πρώτες μέρες, προτού διαδοχικές γενιές αστεριών είχαν σπείρει το σύμπαν με μέταλλα.
Πολλοί γαλαξίες νάνων υπόκεινται στις βαρυτικές παλίρροιες των μεγαλύτερων γαλαξιών κοντά τους, και το Ant 2 δεν αποτελεί εξαίρεση. Συχνά φαίνεται να τραβιέται προς μεγαλύτερους γαλαξίες και να διασπώνται από αυτές τις αλληλεπιδράσεις. Αυτό μπορεί να οδηγήσει σε συγχωνεύσεις γαλαξιών και αυτό μπορεί να συμβαίνει με το Ant 2.
Αλλά ο γαλαξίας φάντασμα Ant 2 διαφέρει από άλλους νάνους. Δίνει πολύ λίγο φως. Σε σύγκριση με έναν άλλο από τους δορυφορικούς γαλαξίες του Γαλαξία, το Μεγάλο Σύννεφο του Μαγγελάνου, είναι 10.000 φορές πιο αχνό. Ανάλογα με το πώς το βλέπετε, είναι είτε πολύ μεγάλο για τη φωτεινότητά του είτε πολύ χαμηλό για το μέγεθός του.
«Αυτό είναι ένα φάντασμα ενός γαλαξία», δήλωσε ο Gabriel Torrealba, επικεφαλής συγγραφέας της εφημερίδας. «Αντικείμενα τόσο διάχυτα όσο το Ant 2 απλά δεν έχουν δει πριν. Η ανακάλυψή μας ήταν δυνατή μόνο χάρη στην ποιότητα των δεδομένων Gaia. "
Η αποστολή Gaia της ESA έχει παράγει τον πλουσιότερο κατάλογο αστεριών μέχρι σήμερα, συμπεριλαμβανομένων μετρήσεων υψηλής ακρίβειας σχεδόν 1,7 δισεκατομμυρίων αστεριών. Έχει αποκαλύψει προηγουμένως αόρατες λεπτομέρειες του οικιακού μας Γαλαξία, και έδειξε πώς σχηματίστηκε ο Γαλαξίας με τη συγχώνευση με έναν άλλο γαλαξία πριν από 10 δισεκατομμύρια χρόνια. Νωρίτερα φέτος, η δεύτερη κυκλοφορία δεδομένων της Gaia έδωσε νέες λεπτομέρειες για τα αστέρια στον Γαλαξία μας διαθέσιμες σε επιστήμονες σε όλο τον κόσμο και υπήρξε θησαυρός για τους αστρονόμους, συμπεριλαμβανομένης της ομάδας πίσω από τον γαλαξία των φαντασμάτων.
Η ομάδα των αστρονόμων πίσω από τη μελέτη προέρχεται από την Ταϊβάν, το Ηνωμένο Βασίλειο, τις ΗΠΑ, την Αυστραλία και τη Γερμανία. Έψαχναν τη δεύτερη κυκλοφορία δεδομένων της Gaia για αστέρια RR Lyrae, ελπίζοντας να βρουν περισσότερους γαλαξίες νάνους. Αυτά τα παλιά αστέρια έχουν καλά κατανοητούς παλμούς φωτεινότητας που διαρκούν μισή ημέρα, οπότε είναι πολύ χρήσιμα.
«Η RR Lyrae είχε βρεθεί σε κάθε γνωστό νάνο δορυφόρο, οπότε όταν βρήκαμε μια ομάδα από αυτούς να κάθονται πάνω από το γαλαξιακό δίσκο, δεν εκπλαγούμε εντελώς», δήλωσε ο συν-συγγραφέας Vasily Belokurov από το Ινστιτούτο Αστρονομίας του Cambridge. «Αλλά όταν κοιτάξαμε πιο κοντά τη θέση τους στον ουρανό, αποδείχθηκε ότι βρήκαμε κάτι καινούργιο, καθώς κανένα προηγουμένως αναγνωρισμένο αντικείμενο δεν εμφανίστηκε σε καμία από τις βάσεις δεδομένων που αναζητήσαμε».
«Αναρωτιόμαστε αν αυτός ο γαλαξίας είναι μόνο η κορυφή του παγόβουνου και ο Γαλαξίας μας περιβάλλεται από μεγάλο πληθυσμό σχεδόν αόρατων νάνων παρόμοιο με αυτόν». - συν-συγγραφέας Matthew Walker, Πανεπιστήμιο Carnegie Mellon.
Η ομάδα ενημέρωσε τους συναδέλφους τους στο Anglo-Australian Telescope (AAT) στην Αυστραλία. Κάτω από ένα αυστηρό χρονοδιάγραμμα, οι αστρονόμοι στο AAT μέτρησαν τα φάσματα περισσότερων από 100 κόκκινων αστεριών στον γαλαξία των φαντασμάτων. Αυτά τα φάσματα παρείχαν την επιβεβαίωση που χρειάστηκε η ομάδα.
Τα φάσματα έδειξαν ότι όλα τα αστέρια κινούνται μαζί. Το μυρμήγκι 2 δεν έρχεται ποτέ πολύ κοντά στον Γαλαξία, μένοντας πάντα τουλάχιστον 130.000 έτη φωτός μακριά. Οι ερευνητές μπόρεσαν επίσης να αποκτήσουν τη μάζα του γαλαξία, η οποία ήταν πολύ χαμηλότερη από το αναμενόμενο για ένα αντικείμενο του μεγέθους του.
«Η απλούστερη εξήγηση του γιατί το Ant 2 φαίνεται να έχει τόσο μικρή μάζα σήμερα είναι ότι διαχωρίζεται από τις γαλαξιακές παλίρροιες του Γαλαξία μας», δήλωσε ο συν-συγγραφέας Σεργκέι Κοπόσοφ από το Πανεπιστήμιο Carnegie Mellon. «Αυτό που παραμένει ανεξήγητο, ωστόσο, είναι το τεράστιο μέγεθος του αντικειμένου. Κανονικά, καθώς οι γαλαξίες χάνουν μάζα από τις παλίρροιες του Γαλαξία, συρρικνώνονται και δεν μεγαλώνουν.
Έτσι, το Ant 2 είναι λίγο μυστήριο για τους αστρονόμους. Είναι πολύ μεγάλο για κάτι με τόσο χαμηλή μάζα. Η αφαίρεση της μάζας δεν μπορεί να κάνει τον γαλαξία των φαντασμάτων μεγαλύτερο. αυτό δεν έχει νόημα. Πρέπει να υπάρχει ένας άλλος λόγος που αυξάνεται σε μέγεθος ενώ χάνει μάζα, αλλά μέχρι στιγμής κανείς δεν ξέρει. Οι τρέχουσες θεωρίες μας για το σχηματισμό γαλαξιών δεν προβλέπουν αντικείμενα όπως το Ant 2.
Μία γραμμή κερδοσκοπίας υποδηλώνει ότι πολύ έντονος σχηματισμός αστεριών μέσα στο Ant 2 θα μπορούσε να το κάνει να επεκταθεί ενώ ο Γαλαξίας κλέβει τη μάζα του. Οι αστρικοί άνεμοι και οι εκρήξεις σουπερνόβα θα μπορούσαν να απομακρύνουν το αχρησιμοποίητο αέριο, εξασθενίζοντας τη βαρύτητα που δεσμεύει τον γαλαξία και επιτρέποντας τη σκοτεινή ύλη με την οποία συνδέεται. Αλλά αυτό δεν είναι αποδεδειγμένο.
«Ακόμα κι αν ο σχηματισμός αστεριών θα μπορούσε να διαμορφώσει εκ νέου τη διανομή της σκοτεινής ύλης στο Ant 2, όπως συνενώθηκε, πρέπει να έχει ενεργήσει με άνευ προηγουμένου αποτελεσματικότητα», δήλωσε ο συν-συγγραφέας Jason Sanders, επίσης από το Cambridge.
Μια άλλη σειρά κερδοσκοπίας περιλαμβάνει την ίδια τη σκοτεινή ύλη, ίσως έναν άλλο τύπο σκοτεινής ύλης. Η τρέχουσα θεωρία προβλέπει ότι η σκοτεινή ύλη συσσωρεύεται σφιχτά στο κέντρο των γαλαξιών. Αλλά η διάχυτη, απλωμένη φύση του Ant 2 μπορεί να σημαίνει ότι ένας τύπος σκοτεινής ύλης που δεν συσσωρεύεται τόσο εύκολα είναι στη δουλειά. Όπως λέει η ομάδα στην εφημερίδα τους, «Η προέλευση αυτού του πυρήνα μπορεί να είναι συνεπής με την επιθετική ανατροφοδότηση, ή μπορεί ακόμη και να απαιτεί εναλλακτικές λύσεις έναντι της ψυχρής σκοτεινής ύλης (όπως τα εξαιρετικά ελαφριά μποζόνια)».
«Σε σύγκριση με τους υπόλοιπους 60 περίπου δορυφόρους του Γαλαξία, το Ant 2 είναι ένα περίεργο», δήλωσε ο συν-συγγραφέας Matthew Walker, επίσης από το Πανεπιστήμιο Carnegie Mellon. «Αναρωτιόμαστε αν αυτός ο γαλαξίας είναι μόνο η κορυφή του παγόβουνου και ο Γαλαξίας μας περιβάλλεται από μεγάλο πληθυσμό σχεδόν αόρατων νάνων παρόμοιο με αυτόν».
Η εύρεση ενός γαλαξία φαντασμάτων όπως το Ant 2 προκαλεί σύγχυση, αλλά δεν ήταν εντελώς απροσδόκητο. Καθώς οι μέθοδοι ανίχνευσης έχουν γίνει πιο ευαίσθητες, έχουν βρεθεί πιο αμυδρό δορυφόροι γαλαξίες. Πιθανότατα ήταν μόνο θέμα χρόνου μέχρι να βρεθεί κάποιος εδώ, στο ZOA. Αλλά αν είναι το μόνο που βρήκαμε ποτέ, ή αν έχουμε σκοντάψει την πρώτη από τις πολλές χάρη στη δύναμη του διαστημικού σκάφους Gaia εξακολουθεί να είναι μια ανοιχτή ερώτηση. Σε κάθε περίπτωση, κάνει τους αστρονόμους να ξανασκεφτούν τις πιο εφαρμόσιμες θεωρίες τους.
- Δελτίο Τύπου του Πανεπιστημίου του Κέιμπριτζ: «Η Γαία εντοπίζει έναν γαλαξία« φάντασμα »δίπλα»
- Ερευνητικό έγγραφο: «Ο κρυμμένος γίγαντας: ανακάλυψη ενός τεράστιου γαλαξιακού νάνου δορυφόρου στην Gaia DR2»
- Σελίδα ESA Gaia
- Βικιπαίδεια: RR Lyrae Stars
