Otkrivena galaksija bez zvijezda, znanstvenici zbunjeni

Astronomi su ovih dana objavili da su sasvim slučajno, zapravo greškom, otkrili "tamnu" primordijalnu galaksiju bez vidljivih zvijezda. Istraživanje je pokazalo da je ona ispunjena netaknutim prvobitnim plinovima – vodikom i helijem, koji su nastali nedugo nakon Velikog praska.

Najtamnija galaksija otkrivena greškom

Tim, koji je pomoću teleskopa Green Bank (GBT) otkrio galaksiju nazvanu J0613+52, smatra da bi ona mogla biti najbljeđa, odnosno najtamnija galaksija koja je ikada otkrivena.

"GBT je pronašao ovaj objekt kada je slučajno bio usmjeren na pogrešne koordinate. To je galaksija sastavljena samo od plina - nema vidljivih zvijezda", izjavila je Karen O'Neil, viša znanstvenica Opservatorija Green Bank.

"Zvijezde bi mogle biti tamo. No mi ih ne možemo vidjeti."

Galaksija je neočekivano blizu

U novom otkriću posebno je zanimljivo to što ta galaksija puna primordijalnog plina od nas nije udaljena milijardama svjetlosnih godina kao što bi se očekivalo.

Naime, da je riječ o galaksiji iz vremena kada je svemir bio u ranoj fazi razvoja, u kojoj se od plinova još nisu stigle razviti zvijezde, ona bi od nas bila udaljena oko 13.8 milijardi godina koliko je prošlo od velikog praska. Umjesto toga, J0613+52 je od nas udaljena samo 270 milijuna svjetlosnih godina.

Galaksije niske površinske svjetline

J0613+52 nije prva blijeda, jedva vidljiva galaksija koja je otkrivena. Zapravo, astronomi su na nju nabasali tijekom promatranja vodika u više galaksija niske površinske svjetline (LSB) pomoću nekoliko velikih radioteleskopa raspoređenih širom svijeta.

Među njima ključnu ulogu odigrali su Green Bank Telescope (GBT), najveći potpuno upravljivi radioteleskop na svijetu koji se nalazi u Green Banku, u Zapadnoj Virginiji, i radioteleskop Nançay na Pariškom opservatoriju. Naime, astronomi su u svojem istraživanju uočili nesrazmjer u podacima koje su prikupili s ta dva teleskopa. Ova diskrepancija dovela je do otkrića J0613+52, koja je bljeđa od svih do sada otkrivenih LSB galaksija.

Galaksije s malo ili nimalo zvijezda

LSB galaksije obično imaju sićušnu populaciju zvijezda raspoređenu u svojem velikom prostranstvu. Rezultat je da emitiraju mnogo manje svjetlosti po jedinici površine od standardnih galaksija kao što su Mliječni put i Andromeda.

Često su jedva nešto malo svjetlije od pozadinske svjetlosti noćnog neba, što ih čini izuzetno teškim za uočiti. Budući da se uglavnom sastoje od plinova i prašine, jedini način da se promatraju su radioteleskopi.

Za ilustraciju, prva LSB galaksija koja je otkrivena 1980-ih bila je Malin 1. Ona je pet puta veća od Mliječnog puta i još uvijek predstavlja jednu od najvećih spiralnih galaksija ikada viđenih. No, unatoč tako golemim dimenzijama, njezina ukupna svjetlost je samo 1% veća od svjetlosti Mliječnog puta.

Spor razvoj LSB galaksija

Prema dosadašnjim promatranjima, LSB galaksije razvijaju se mnogo sporije od drugih galaksija, a mnoge još uvijek prolaze rane faze formiranja zvijezda. Astronomi vjeruju da je to zbog toga što su koncentracije plinova u njima tako niske da ne uspijevaju stvoriti veće nakupine iz kojih bi gravitacijskim privlačenjem u konačnici nastale zvijezde.

Cilj istraživanja u kojem je otkrivena galaksija J0613+52 bio je utvrditi masu i sadržaj plina u LSB galaksijama čija priroda predstavlja probleme za postojeće teorije o formiranju zvijezda i razvoju galaksija.

Jedinstvena tamna galaksija

J0613+52 je kategorizirana među 350 LSB galaksija koje su predmet istraživanja velikih radioteleskopa, no po nekim svojstvima ipak je jedinstvena.

Posebno iznenađuje to što se u njoj ne formiraju zvijezde iako je vrlo bogata plinovima. Čini se da je vrlo jednolično rasprostranjena i vrlo izolirana, jer tijekom 13.8 milijardi godina u njoj nije došlo ni do kakvih gravitacijskih interakcija koje bi poremetile plin, bilo da ga rastrgnu ili gurnu u nakupine potrebne za pokretanje značajnijeg stvaranja zvijezda. To je čini jedinstvenom.

"Znamo da je to galaksija nevjerojatno bogata plinom. No ne pokazuje da se u njoj stvaraju zvijezde kao što bismo očekivali, vjerojatno zato što su njeni plinovi previše difuzno rasprostranjeni", rekla je O'Neil.

"Osim toga, ona je istovremeno predaleko od drugih galaksija koje bi u nekim interakcijama mogle pomoći u stvaranju zvijezda u njoj", dodala je.

Sastavljena od plinova nastalih još u Velikom prasku

Prema O'Neil i njezinim kolegama, J0613+52 je prva galaksija sastavljena od primordijalnih plinova koja se nalazi blizu nas.

Sastavljena je uglavnom od vodika i helija koji su nastali nedugo nakon Velikog praska i nisu obogaćeni teškim elementima ili metalima nastalim u fuzijskim procesima i eksplozijama zvijezda. To je nešto što bi astronomi očekivali vidjeti mnogo dalje od nas, što znači mnogo dalje u povijesti svemira.

Okreće se kao uobičajene spiralne galaksije

Još jedna zanimljivost J0613+52 jest činjenica da se okreće onako kako bi se to očekivalo od normalne spiralne galaksije.

Naime, istraživački tim je u J0613+52 uspio identificirati Dopplerov pomak u valnim duljinama radiovalova, koji je povezan s rotacijom galaksije. To je poznati efekt u kojem se valne duljine onih dijelova objekta koji se kreću prema nama skraćuju (plava boja na slici dolje), a onih dijelova koji se udaljavaju produžuju (crvena boja).

Više pitanja nego odgovora

Sve u svemu, otkriće J0613+52 otvorilo je više pitanja nego što je ponudilo odgovora. Jedno od najvažnijih pitanja je ima li još takvih LSB-ova ili je to jedinstvena galaksija.

Tim smatra da bi duboko snimanje u više valnih duljina svjetlosti možda moglo otkriti više sličnih ultratamnih LSB-ova.

"Pregled cijelog neba iznimno osjetljivim instrumentom poput teleskopa Green Bank mogao bi otkriti više takvih objekata", poručila je O'Neil, koja je nalaze tima predstavila na 243. sastanku Američkog astronomskog društva u New Orleansu u Louisiani.