Astronomi su već dugo fascinirani tajanstvenom tamnom materijom, za koju se vjeruje da čini oko 85 posto mase svemira, prema trenutačnim kozmološkim modelima. Unatoč nedostatku izravnih dokaza znanstvenici su proučavali utjecaj tamne materije promatranjem fenomena poput aureola tamne tvari i gravitacijskih leća, kao i kroz utjecaj opće teorije relativnosti na kozmičke strukture.
S nadolazećim misijama, kao što one u kojima će sudjelovati svemirski teleskopi ESA-in Euclid i NASA-in Nancy Grace Roman, misterij koji okružuje tamnu tvar mogao bi uskoro biti razotkriven.
Zbunjujući izazov
Međutim, nedavna opažanja masivne lentikularne galaksije nazvane NGC 1277 predstavljaju zbunjujući izazov za postojeće kozmološke modele. Astronomi s Instituta Astrofisica de Canarias (IAC) u Španjolskoj primijetili su da spomenutoj lentikularnoj galaksiji, smještenoj u zviježđu Perzej udaljenom oko 240 milijuna svjetlosnih godina, nedostaje prisutnost tamne tvari, što prkosi očekivanjima znanstvenika.
Novo istraživanje vodio je Sébastien Comerón s Universidad de La Laguna (ULL) i IAC-a, a uključivalo je suradnju sa znanstvenicima iz raznih institucija diljem svijeta. Njihova otkrića objavljena su u časopisu Astronomy & Astrophysics.
Prema trenutačnom modelu Lambda hladne tamne tvari (ΛCDM), tamna tvar igrala je ključnu ulogu u formiranju i evoluciji svemira nedugo nakon velikog praska. Pridonijela je stvaranju galaksija i raspodjeli materije u svemiru.
Međutim, prilikom proučavanja NGC 1277 mjerenja tima pokazala su da tamna tvar ne može činiti više od 5 posto mase galaksije unutar promatranog radijusa, a postojale su čak i naznake da bi mogla biti potpuno odsutna. To otkriće dovodi u pitanje naše prihvaćeno kozmološko razumijevanje.
Ovaj se rezultat ne uklapa u trenutačno prihvaćene kozmološke modele, koji uključuju tamnu tvar. Važnost reliktnih galaksija u pomaganju da shvatimo kako su nastale prve galaksije bio je razlog zbog kojeg smo odlučili promatrati NGC 1277 s integralnim spektrografom polja. Iz spektra smo napravili kinematičke karte, koje su nam omogućile da razradimo distribuciju mase unutar galaksije do radijusa od nekih 20.000 svjetlosnih godina, objasnio je Comerón u nedavnom priopćenju za tisak IAC-a.
Dva moguća objašnjenja misterija
Galaksija NGC 1277 spada u kategoriju "reliktnih galaksija", rijetke klase galaksija koja nema interakciju sa susjednim galaksijama i vjeruje se da su ostaci drevnih divovskih galaksija formiranih nedugo nakon velikog praska. Međutim, ΛCDM model predviđa da bi galaksije masivne poput NGC 1277 trebale sadržavati najmanje 10 posto tamne tvari, s najviše 70 posto za ovu specifičnu vrstu. Anna Ferré-Mateu, znanstvenica na IAC-u i ULL-u i koautorica studije, predložila je dva moguća objašnjenja za tu razliku između modela i uočenog stanja.
Jedno je da je gravitacijska interakcija s okolnim medijem unutar klastera galaksija, u kojem se ova galaksija nalazi, ogolila tamnu tvar. Drugo je da je tamna tvar izbačena iz sustava kada je galaksija nastala spajanjem protogalaktičkih fragmenata, što je dovelo do reliktne galaksije, kaže Ferré-Mateu.
Misterij će se dalje istraživati
Međutim, niti jedno objašnjenje ne zadovoljava u potpunosti znatiželju autora novog istraživanja.
Kako bi dalje istražio taj misterij, navedeni tim znanstvenika planira koristiti instrument WHT Enhanced Area Velocity Explorer (WEAVE), na teleskopu William Herschel (WHT), koji se nalazi na zvjezdarnici Roque de los Muchachos na otoku La Palma. Ako WEAVE-ova mjerenja potvrde odsutnost tamne tvari u NGC 1277, to bi moglo pobuditi sumnje u alternativne teorije poput modificirane Newtonove dinamike (MOND).
Razlika između opažanja i onoga što bismo očekivali je zagonetka, a možda čak i izazov za standardni model. Iako se tamna tvar u određenoj galaksiji može izgubiti, modificirani zakon gravitacije mora biti univerzalan, ne može imati iznimke, tako da je galaksija bez tamne tvari opovrgavanje ove vrste alternativa tamnoj tvari, objašnjava Pedro Trujillo, znanstvenik uključen u studiju.
Osim rješavanja misterija tamne tvari, nova bi promatranja također mogla ponuditi uvid u ogromnu supermasivnu crnu rupu ove galaksije, čija je masa otprilike 17 milijardi solarnih masa. Neki astronomi nagađaju da bi crne rupe mogle biti povezane s tamnom materijom, s obzirom na to da su mogle nastati kolapsom aureola tamne tvari u ranom svemiru.
Izvor: Universe Today
