Dragonfly 44

[pomruk]

Pod koniec sierpnia atronomowie oglosili wyniki badan galaktyki Dragonfly 44. Odkryta została w programie Dragonfly, posługującym sie dużą liczbą obiektywów o małej średnicy i badającym obiekty o małej jasności powierzchniowej. Galaktyka rzeczywiście miała małą jasność powierzchniową - choć spora, zawierała tak mało świecących gwiazd, że powinna się szybko rozproszyć - grawitacja materii gwiezdnej nie utrzymała by jej w całości.
Przy użyciu wielkich teleskopów: Keck II i Gemini astronomowie przebadali ruch materii gwiezdnej w galaktyce. Okazalo sie, ze ruch - jak to często bywa - ujawnił istnienie wielkiej masy galaktycznej. Zaskoczeniem jednak było to, że owa "ciemna materia", masa widoczna jedynie poprzez oddziaływanie grawitacyjne stanowi 99,99% masy galaktyki! Gwiazdy i inna dostzregalna mateia tylko 0,01%!
"Nie mamy pojecia, jak takie galaktyki sie formowały". "To odkrycie ukazuje zupełnie nową klasę obiektów". "Odkrycie bedzie mieć wielkie implikacje, jeśli chodzi o badania nad ciemną materią" - tak mniej więcej reagują astronomowie w linkowanym artykule. Zapewne będzie bardzo istotne dla poznania procesów formowania sie galaktyk w ogóle...
A mnie szczęka opada z podziwu. Oto ciemna materia w wielkiej ilości i niemal w czystym stanie. Warto wiedzieć że w kosmicznej menażerii natrafilismy i na coś takiego...

www.keckobservatory.org/recent/entry/scientists_discover_massive_galaxy_made_of_99.99_percent_dark_matter

[smutas]

No dobrze, ale ciekawi mnie jak naukowcy doszli do wniosku, ze to ciemna materia a nie zwykla nieswiecaca materia? Galaktyka stara, gwiazdy wyzdychaly, masa pozostala...

[pomruk]

W latach 70-80 próbowano rozwiązać problem "brakujacej masy" w galaktykach poszukujac obiektów kalsycznych: obłoków gazu, pyłu, słabo świecących lub nieświecących pozozstałości gwiazd, czarnych dziur... Nic z tego nie wyszło.
Najłatwiej wyeliminować gaz i pył. Gaz daje linie absorbcyjne, jest obserwowany w promieniach X, oswietlany przez najbliższe gorące gwiazdy świeci jako mgławice. Pył w takich ilościach dawałby ogromną absorbcję światła, widoczny też by był w dalekiej podczerwieni czy mikrofalach.
Natomiast trudniej było odnieść sie do istnienia duzej ilości obiektów zwartych o sporych masach: np. brązowych karłów, czarnych dziur czy innych obiektów będacych wynikiem ewolucji gwiazdowej.
Tempo ewolucji gwiazdy zależy od jej masy. Najszybciej wypalają sie gwiazdy masywne. Lecz one właśnie w trakcie ewolucji wyrzucają w przestrzeń duże ilości gazu i pyłu. Widzielibyśmy je z łatwością. Gwiazdy mało masywne z kolei nie zdążyły jeszcze posunąć sie wystarczajaco w swojej ewolucji...
Można rozpatrywać istnienie tzw. czarnych karłów - końcowych stadiów istnienia bialych karłów. One własnie najlepiej spełniałyby warunki "niewidocznych gwiazd". Lecz czarne karły powstają po tak długim czasie stygnięcia białego karła, że ich wiek musiałby być większy niż wiek Wszechświata...
Duża ilość wypalonych gwiazd "naprodukowałaby" dużą ilość takich obiektów jak białe karły, gwiazdy neutronowe, czarne dziury. Miałyby one ta tyle dużą gęstość przestrzenną, że o ich istnieniu wiedzielibysmy z pewnością. Ot, choćby - gwiazdy neutronowe bywają pulsarami, z łatwością obserwowanymi w falach radiowych. Duża ilość białych karłów, brązowych karłów, gwiazd neutronowych, czarnych dziur czy -mimo wszytko rozważmy je - czarnych karłów natychmiast byłaby widoczna w obiektach podwójnych czy wielokrotnych. Przypomnę, że wiekszość gwiazd wchodzi w skład układów pdowójnych lub wielokrotnych! Niewidoczni towarzysze krążyli by masowo np. w parach z obiektami mniej zaawansowanymi ewolucyjnie, świecącymi. Obserwujemy sporo takich par, lecz o wiele za mało by tłumaczyć w ten sposób masy galaktyk.
Niezależnie od tego duża ilość nieświecących obiektów zwartych dałaby znacznie wiekszą ilość mikrosoczewkowań grawitacyjnych niż się to obecnie obserwuje. To argument istotny, bo eliminuje z rozważań wszystkie obiekty zwarte - i te znane i hipotetyczne czy wymyślone w przyszłości. Choć obserwacje mikrosoczewkowań odnoszą się głównie do naszej Galaktyki.
Ze wszystkich tych pomysłów najbardziej obiecujacą była chyba hipoteza istnienia dużej ilości brązowych karłów - wiemy że takowe istnieją, odkrywamy coraz wiekszą ich liczbę. Lecz jednak stanowczo zbyt małą, by tłumaczyły by one masę galaktyk.
Powyższe rozważania tyczą naszej Galaktyki i dobrze poznanych, najczęściej sąsiednich galaktyk. Można by sie wiec upierać, ze akurat dla Dragonfly 44 któreś jest jednak prawdziwe. Lecz obserwacje sugerują, że problem brakujacej masy jest wspólny dla dotychczas zbadanych galaktyk i rozwązaniem jego może być istnienie obiektów o mniejszych niż gwiazdowe masach, nie będacych też pyłem ani gazem...