Τα εκατοντάδες δισ. άστρα που εμπεριέχουν οι περισσότεροι γαλαξίες του Σύμπαντος, τους καθιστούν ορατούς σε τεράστιες αποστάσεις. Υπάρχει ωστόσο και μια σπάνια κατηγορία γαλαξιών, η οποία παραμένει σχεδόν αόρατη. Αυτοί οι γαλαξίες χαμηλής επιφανειακής λαμπρότητας, όπως ονομάζονται, κυριαρχούνται από σκοτεινή ύλη και περιέχουν λίγα μόνο αμυδρά άστρα. 

Ένα τέτοιο αντικείμενο, με την κωδική ονομασία CDG-2, μπορεί να είναι ένας από τους γαλαξίες με την μεγαλύτερη συγκέντρωση σκοτεινής ύλης που έχει ανακαλυφθεί ποτέ. Η σκοτεινή ύλη είναι μια παράξενη μορφή ύλης, η οποία δεν αλληλεπιδρά με την ηλεκτρομαγνητική ακτινοβολία και που γι’ αυτόν ακριβώς τον λόγο δεν μπορεί να ανιχνευθεί άμεσα από τα τηλεσκόπιά μας.    

Η ανίχνευση γαλαξιών με χαμηλή επιφανειακή λαμπρότητα είναι πολύ δύσκολη. Παρόλ’ αυτά, ο David Li από το Πανεπιστήμιο του Τορόντο στον Καναδά και η ομάδα του επιβεβαίωσαν την ύπαρξη 10 τέτοιων γαλαξιών και εντόπισαν δύο επιπλέον υποψήφιους σκοτεινούς γαλαξίες, χρησιμοποιώντας μια προηγμένη στατιστική μέθοδο, η οποία βασίζεται στην αναζήτηση σχετικά συμπαγών ομάδων από σφαιρωτά αστρικά σμήνη. 

Τα σφαιρωτά αστρικά σμήνη βρίσκονται συνήθως στην γαλαξιακή άλω που περιβάλει τον κάθε γαλαξία και αποτελούνται κατά κανόνα από μερικές δεκάδες χιλιάδες έως και μερικά εκατ. άστρα πολύ μεγάλης ηλικίας, συνωστισμένα σε μια σφαιρική περιοχή, που συνήθως δεν υπερβαίνει τα 150 έτη φωτός. Αυτή ακριβώς η μεγάλη αστρική πυκνότητα των σφαιρωτών σμηνών διασφαλίζει την βαρυτική τους συνοχή για πολλά δισ. χρόνια, γεγονός που τα καθιστά αξιόπιστους ανιχνευτές τέτοιων αμυδρών γαλαξιών. 

Για να επιβεβαιώσουν την ανίχνευση ενός από τους δύο υποψήφιους σκοτεινούς γαλαξίες, οι αστρονόμοι χρησιμοποίησαν τα διαστημικά τηλεσκόπια Hubble και Euclid, καθώς και το επίγειο τηλεσκόπιο Subaru στη Χαβάη. Οι εικόνες υψηλής ανάλυσης του Hubble αποκάλυψαν αρχικά μια ομάδα τεσσάρων σφαιρωτών σμηνών στο γαλαξιακό σμήνος του Περσέα, ένα από τα μεγαλύτερα και πλησιέστερα στην Γη γαλαξιακά σμήνη, περίπου 300 εκατ. έτη φωτός μακριά. Στη συνέχεια, η ανάλυση των δεδομένων που συνέλεξαν τα τρία τηλεσκόπια  αποκάλυψε ότι τα 4 σφαιρωτά αστρικά σμήνη περιβάλλονται από μια αχνή, διάχυτη λάμψη,  που αποτελεί ισχυρή ένδειξη για την ύπαρξη ενός υποκείμενου γαλαξία. 

Σύμφωνα με τον LI, «αυτός είναι ο πρώτος γαλαξίας που ανιχνεύθηκε αποκλειστικά μέσω του πληθυσμού των σφαιρωτών σμηνών του… και με συντηρητικές εκτιμήσεις, τα 4 αυτά σμήνη αντιπροσωπεύουν ολόκληρο τον πληθυσμό των σφαιρωτών σμηνών του γαλαξία CDG-2».

Η προκαταρκτική ανάλυση υποδηλώνει ότι το CDG-2 έχει την φωτεινότητα περίπου 6 εκατ. άστρων σαν τον Ήλιο, καθώς και ότι τα 4 σφαιρωτά του σμήνη αντιπροσωπεύουν το 16% της ορατής του ύλης. Σύμφωνα, μάλιστα, με τα σχετικά δεδομένα, το 99% της συνολικής του μάζας φαίνεται ότι αντιστοιχεί στην σκοτεινή ύλη, γεγονός που, εάν επαληθευθεί, καθιστά τον CDG-2 τον γαλαξία με την μεγαλύτερη συγκέντρωση σκοτεινής ύλης που έχει ανιχνευθεί μέχρι σήμερα. Εικάζεται ότι ένα σημαντικό μέρος της αρχικής του περιεκτικότητας σε αέριο υδρογόνο, απ’ το οποίο θα μπορούσαν να σχηματιστούν πολλά περισσότερα άστρα, πιθανότατα απομακρύνθηκε εξαιτίας των βαρυτικών αλληλεπιδράσεων του CDG-2 με άλλους γαλαξίες του σμήνους του Περσέα. 

Η σχετική έρευνα δημοσιεύθηκε στο επιστημονικό περιοδικό The Astrophysical Journal Letters.

Πηγή: NASA’s Hubble Identifies One of Darkest Known Galaxies - NASA Science

Φωτογραφία: Ο γαλαξίας χαμηλής επιφανειακής λαμπρότητας CDG-2 ανακαλύφθηκε χάρη στον εντοπισμό 4 σφαιρωτών αστρικών σμηνών [Credit: NASA, ESA, Dayi Li (UToronto); Image Processing: Joseph DePasquale (STScI)].

 

π