Astronomowie od lat zmagają się z zagadką zwaną "problemem galaktyk karłowatych". Problem ów dotyczy — jak sama nazwa wskazuje — galaktyk karłowatych, które powinny krążyć wokół Drogi Mlecznej i innych dużych galaktyk. Przez dekady obserwacje wskazywały na znacznie mniejszą koncentrację takich galaktyk, niż przewidywały modele dotyczące ich formowania się. Ostatnie badania przynoszą jednak zaskakujące wyniki – galaktyk karłowatych może być nawet więcej, niż przewidywano.
Marcel Pawlowski, astronom z Leibniz Institute for Astrophysics w Poczdamie, wraz ze współpracownikami przeanalizował dostępne dane i doszedł do wniosku, że problem może polegać na nadmiarze galaktyk satelitarnych. Sugeruje to konieczność korekty modeli formowania się galaktyk, być może poprzez uwzględnienie zmiennych związanych z ciemną materią lub pierwotnym polem magnetycznym Wszechświata.
W standardowych modelach powstawania galaktyk ciemna materia — która według naukowców stanowi około 85% materii we wszechświecie — odgrywa kluczową rolę. Po Wielkim Wybuchu gigantyczne halo ciemnej materii przyciągały chmury wodoru i helu, które w ramach kondensacji tworzyły gwiazdy i galaktyki. Symulacje przewidywały, że każde duże halo ciemnej materii będzie zawierać setki lub tysiące mniejszych "subhalo", z których miałyby powstać galaktyki karłowate. Wspomniane galaktyki mogłyby mieć od "skromnych" 100 milionów do miliarda gwiazd i krążyłyby wokół większych galaktyk.
W latach 90. i 2000. astronomowie zidentyfikowali jedynie około 10 galaktyk karłowatych wokół Drogi Mlecznej, co stanowiło ułamek przewidywanej liczby. Z czasem problem rozwiązano częściowo, gdy nowe teleskopy odkryły więcej galaktyk karłowatych. Zaktualizowane modele sugerowały, że Droga Mleczna powinna mieć około 220 galaktyk satelitarnych, podczas gdy dotychczas wykryto około 60.
Przełom nastąpił w kwietniu, gdy Masashi Chiba z Uniwersytetu Tohoku i jego zespół, używając teleskopu Subaru na Hawajach, znaleźli pięć nowych "satelitów" Drogi Mlecznej w niewielkiej części nieba. Ekstrapolując te wyniki na całe niebo, zasugerowali, że nasza galaktyka może mieć około 500 takich towarzyszy. Pawlowski i jego zespół zidentyfikowali podobny nadmiar wokół innych galaktyk, analizując dane z teleskopu Canada-France-Hawaii. Symulacje przewidywały średnio trzech "satelitów" na galaktykę, ale znaleziono ich około 10 na każdą z nich.
Owe dane wskazują na konieczność pewnych poprawek w modelach formowania się galaktyk. Jednym z kluczowych pytań jest minimalna masa halo ciemnej materii, która może utrzymać galaktykę. Badania wskazują, że galaktyki karłowate mogą formować się w halo ciemnej materii nawet o bardzo niskiej masie, co mogłoby drastycznie zwiększyć liczbę galaktyk — satelitów, których możemy oczekiwać wokół tych większych — jak Droga Mleczna.
Dodatkowo pierwotne pole magnetyczne może odgrywać istotną rolę w formowaniu się galaktyk karłowatych i samo przez się powodować, że jest ich znacznie więcej. Siły generowanie przez nie mogą ułatwiać "zlepianie się" ciemnej materii, co prowadzi do powstawania większej liczby subhalo i tym samym: galaktyk karłowatych.
Zbliżające się otwarcie Obserwatorium im. Very C. Rubin w Chile może dostarczyć kluczowych odpowiedzi. Możliwe, że odkryje ono 40 milionów obiektów, w tym też galaktyki karłowate. To zaś może oznaczać wstrząs nie tylko w zakresie wiedzy o samych galaktykach karłowatych, ale także w kontekście obowiązujących modeli tworzenia się galaktyk.
Hej, jesteśmy na Google News - Obserwuj to, co ważne w techu
