Znajdź zawartość

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

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.

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.