Search the Community

Astrofizyk Amy Reines przyjrzała się 111 galaktykom karłowatym położonym w promieniu miliarda lat świetlnych od Ziemi i zauważyła coś niezwykle zaskakującego. Część z nich nie tylko zawierała masywne czarne dziury, ale nie znajdowały się w centrach galaktyk. Wszystkie czarne dziury, jakie wcześniej widziałam, były w centrach. Zaś te czarne dziury poruszały się po ich obrzeżach. Byłam zaszokowana, mówi Reines, która jest profesorem w Montana State University. Jak wyjaśnia uczona, istnieją dwa typy czarnych dziur. Mniejsze, gwiazdowe czarne dziury, które powstają w wyniku kolapsu masywnych gwiazd. Drugi typ to masywne i supermasywne czarne dziury znajdujące się w centrach galaktyk, których masa może być nawet miliardy razy większa od masy Słońca. Zaobserwowanie masywnych czarnych dziur na obrzeżach galaktyk karłowatych to potwierdzenie niedawnych symulacji komputerowych przeprowadzonych przez Jillian Bellovary z Amerykańskiego Muzeum Historii Naturalnej. Z symulacji wynikało, że w wyniku oddziaływania galaktyk karłowatych z otoczeniem ich czarne dziury mogą znajdować się poza centrum. Musimy rozszerzyć poszukiwania na całe galaktyki, a nie tylko na ich centrum, gdzie spodziewamy się znaleźć czarne dziury, mówi Reines. Jedną z takich niezwykłych galaktyk jest Henize 2-10 oddalona od Ziemi o 30 milionów lat świetlnych. Do niedawna sądzono, że jest zbyt mała, by zawierać masywną czarną dziurę. Jednak w 2011 roku Reines znalazła jej czarną dziurę. Od tamtej pory bardziej szczegółowo zaczęła przyglądać się galaktykom karłowatym i w próbce ponad 40 000 takich galaktyk znalazła ponad 100 czarnych dziur. « powrót do artykułu

Po zakończeniu naszych badań wiemy o ciemnej materii mniej niż przedtem. Te słowa Marka Walkera z Harvard-Smithsonian Center for Astrophysics pokazują, po jak niepewnym terenie poruszamy się badając wszechświat. Zgodnie z obecnie obowiązującym modelem kosmologicznym wszechświat zdominowany jest przez ciemną energię i ciemną materię. Astronomowie uważają, że ciemna materia składa się z zimnych (czyli mających niską energię) egzotycznych cząsteczek, które pod wpływem grawitacji zbijają się w grupy. Po pewnym czasie ciemnej materii jest tak dużo, że przyciąga ona widoczną materię, tworząc galaktyki. Komputerowe modelowanie tego zjawiska wskazuje, że ciemna materia powinna być gęsto upakowana i znajdować się w centrach galaktyk. Tymczasem prowadzone przez Walkera i jego zespół badania dwóch galaktyk karłowatych wykazały, że ciemna materia jest w nich równomiernie rozłożona. Wyniki naszych badań stoją w sprzeczności z przypuszczeniami dotyczącymi struktury zimnej ciemnej materii w galaktykach karłowatych. Teorie na jej temat nie zgadzają się z uzyskanymi danymi obserwacyjnymi - dodaje Walker. Galaktyki karłowate są idealnymi obiektami do badania ciemnej materii, gdyż stanowi ona aż 99% ich składu. Walker i Jorge Peñarrubia z University of Cambridge poddali szczegółowej analizie dwie galaktyki - Karzeł Pieca i Karzeł Rzeźbiarza. Zawierają one od 1 do 10 milionów gwiazd. Są więc mikroskopijne np. w porównaniu z Drogą Mleczną, która zawiera około 400 miliardów gwiazd. Naukowcy zmierzyli położenie, prędkość i skład 1500-2500 gwiazd. Gwiazdy w galaktyce karłowatej roją się jak pszczoły w ulu, zamiast poruszać się po eleganckich orbitach, jak w galaktykach spiralnych. To powoduje, że określenie dystrybucji ciemnej materii jest znacznie trudniejsze - stwierdził Peñarrubia. Uzyskane przez uczonych dane wskazują, że w obu galaktykach ciemna materia rozkłada się równomiernie na dość dużym obszarze o średnicy kilkuset lat świetlnych. Jeśli galaktyka karłowata byłaby brzoskwinią, to standardowy model kosmolgiczny mówi, iż ciemna materia stanowi jej pestkę. Tymczasem badane przez nas dwie galaktyki nie mają pestek - dodaje Peñarrubia. Na razie nie wiadomo, jak wytłumaczyć ten fenomen. Już wcześniej sugerowano, że wskutek interakcji pomiędzy materią a ciemną materią ta druga może się rozprzestrzeniać, jednak współczesne symulacje komputerowe nie wskazują, by takie zjawisko miało miejsce w galaktykach karłowatych. Badania Walkera i Peñarrubii mogą być sygnałem, że albo materia wpływa na ciemną materię bardziej, niż sądzimy, albo też ciemna nie jest zimna.

Dzięki hawajskiemu teleskopowi Keck II znaleziono najciemniejszą znaną nam galaktykę. Mówiąc o ciemnej galaktyce astronomia nie przesądza o ilości światła, którą ona emituje, ale o stosunku masy widzialnych gwiazd do masy całej galaktyki. Segue 1, bo tak nazywa się kosmiczne „jądro ciemności" jest 3400 razy cięższa niż wynika z obliczeń masy jej gwiazd widzialnych. Oznacza to, że w olbrzymiej mierze składa się z olbrzymich chmur ciemnej materii. Po raz pierwszy o istnieniu „Najciemniejszej Galaktyki" poinformowano przed dwoma laty. Jej odkrywcy twierdzili wówczas, że jest to przypadkowy zbiór grup gwiazd, które pochodzą z pobliskiej galaktyki karłowatej Strzelca. Jednak takie wytłumaczenie nie przekonało astronomów z Cambridge University. Postanowili oni zbadać prędkość poruszania się gwiazd w nowej galaktyce zarówno względem Drogi Mlecznej jak i względem siebie. Uczonym udało się zebrać dane dotyczące zawartości żelaza z 7 gwiazd. W trzech z nich zawartość żelaza jest ponad 2500 razy mniejsza niż w Słońcu. To dowodzi, że mamy do czynienia z jednymi z najstarszych i najmniej wyewoluowanych gwiazd - stwierdził Joshua Simon z Carnegie Institution w Waszyngtonie. W naszej Drodze Mlecznej, wśród miliardów gwiazd, udało się dotychczas odnaleźć zaledwie 30 tak prymitywnych gwiazd. W Segue 1 już mamy 10% tego, co udało się znaleźć w Drodze Mlecznej. Galaktyki karłowate będą niezwykle ważnym źródłem wiedzy o najbardziej prymitywnych gwiazdach - dodaje Geha. Galaktyka posłuży też do badań nad ciemną materią. Uczeni mają nadzieję, że uda się wykryć ślady promieniowania gamma, które, teoretycznie, może być wynikiem kolizji i anihilacji cząsteczek ciemnej materii. Jak na razie kosmiczny teleskop Fermi Gamma Ray nie wykrył takiego promieniowania. Sądzimy, że Fermi albo nie jest w stanie albo ledwo jest w stanie wykryć takie promieniowanie - mówi Simon. Naukowcy nie tracą jednak nadziei. Jego odkrycie byłoby czymś spektakularnym. Ludzie od 35 lat dowiedzieć się czegoś o ciemnej materii i nie poczynili zbyt wielkiego postępu. Nawet zarejestrowanie bardzo słabego promieniowania byłoby znaczącym dowodem na potwierdzenie teoretycznych rozważań o naturze ciemnej materii - dodaje uczony.