Objevena trpasličí galaxie ze skryté hmoty?

Vědci již dlouhou dobu zápasí s detekcí mimořádně slabých trpasličích galaxií kroužících kolem naší Galaxie. A tak byli překvapeni, když 18. ledna 2012 oznámil tým astronomů objev trpasličí galaxie ve vzdálenosti zhruba 10 miliard světelných roků. K pozorování použili dalekohled Keck II s objektivem o průměru 10 m (Mauna Kea, Havajské ostrovy) vybavený systémem adaptivní optiky.

Trpasličí galaxii objevila Simona Vegetti se svými spolupracovníky. Jedná se o satelitní galaxii, která krouží kolem eliptické galaxie nacházející se ve vzdálenosti přibližně 10 miliard světelných roků od Země. Vědecký tým ji objevil na základě studia velmi hmotné eliptické galaxie JVAS B1938+666, působící jako gravitační čočka na světlo přicházející z velmi vzdálené galaxie, nacházející se přesně ve směru za eliptickou galaxií. Jejich objev byl publikován 18. 1. 2012 v online vydání časopisu Nature.

Podobně jako u všech supermasivních eliptických galaxií, i gravitace objektu JVAS B1938+666 může odklánět světlo, které jím prochází. Často je světlo vzdálené galaxie deformováno do podoby oblouků kolem tzv. „čočkující“ galaxie, někdy vytvoří i tzv. Einsteinův prstenec. Rozměry, tvar a jasnost Einsteinova prstence závisí na rozložení hmoty v celém rozsahu čočkující galaxie nacházející se v popředí.

Simona Vegetti se svým týmem získala mimořádně ostrý snímek galaxie JVAS B1938+666 v oboru blízkého infračerveného záření pomocí velkého dalekohledu Keck II vybaveného systémem adaptivní optiky, která dovede korigovat negativní vliv turbulencí v zemské atmosféře na kvalitu obrazu a umožní pořídit úžasně kvalitní a ostré fotografie. Díky těmto informacím vědci určili rozložení hmoty v galaxii JVAS B1938+666, stejně tak i tvar a jasnost vzdálené galaxie.

Vědci použili propracovanou numerickou metodu k vytvoření modelu rozložení hmoty čočkující galaxie, stejně tak i ke zmapování jakýchkoliv přebytků hmoty, které nemohou být započítány do hmotnosti galaxie. To, co zjistili, byl přebytek hmoty v blízkosti Einsteinova prstence, který přisoudili přítomnosti satelitní trpasličí galaxii. Astronomové rovněž využili odlišný analytický model k ověření přítomnosti nadbytečné hmoty. Zjistili, že přítomnost satelitní galaxie je skutečně nutná k vysvětlení získaných dat.

„Objev satelitní galaxie je vzrušující událostí, neboť byla detekována na základě zjištěného přebytku hmoty navzdory její nízké hmotnosti,“ vysvětluje v publikovaném článku Robert Schnidt z centra pro astronomii na univerzitě v Heidelbergu. „Otázka přirozeně zní, zda by satelitní galaxie nemohla být pozorována přímo, spíše než v důsledku gravitačního vlivu na tvar vzdáleného objektu. Vzhledem k současnému přístrojovému vybavení astronomů odpověď zní: ne. Objekt je prostě příliš vzdálený na to, abychom jej mohli zobrazit přímo. Avšak dobrá zpráva je, že je velmi pravděpodobné objevení těchto doposud nepolapitelných objektů v okolí vzdálených čočkujících galaxií i bez znalosti, kam se máme dívat.“

Podle poznatků astronomů se galaxie formovaly před miliardami roků v důsledku slučování menších galaxií. Takže se očekává, že by zde mělo být množství malých trpasličích galaxií hemžících se i kolem té naší Galaxie. Bohužel, bylo pozorováno velmi málo z těchto drobných pozůstatků z dávné doby, což vedlo astronomy k závěru, že většina z nich musela mít velmi málo hvězd nebo možná mohou být složeny téměř výhradně ze skryté hmoty.

Vědci předpokládají, že přítomnost skryté hmoty může vysvětlit pozorování, která naznačují, že ve vesmíru je mnohem více skryté hmoty, než můžeme pozorovat. Avšak protože částice, které tvoří skrytou hmotu, nepohlcují ani nevyzařují světlo, není možné je detekovat a identifikovat (představují zhruba 25 % hmoty vesmíru). Počítačové simulace napovídají, že naše Galaxie by měla mít asi 10 000 satelitních trpasličích galaxií, avšak zatím jich bylo pozorováno pouhých 30.

„To by mohlo znamenat, že většina satelitních galaxií je složena ze skryté hmoty, což z nich dělá nepolapitelné objekty, a nebo může být problém s tím, že špatně chápeme proces vzniku galaxií,“ dodává Simona Vegetti.

Uprostřed obrázku v úvodu článku je velmi hmotná červená galaxie, vzdálená od nás 9,8 miliardy světelných roků od Země, která působí podobně jako obrovské zvětšovací sklo, ohýbající světlo mnohem vzdálenější galaxie. Výsledkem je nápadný Einsteinův prstenec zobrazující vzdálenější galaxii. Rozborem parametrů snímku bylo zjištěno, že hmotnost temné galaxie se rovná 200 miliónům hmotnosti Slunce, což odpovídá předpokládané hmotnosti satelitních galaxií naší Galaxie (Mléčné dráhy), avšak vzdálené 9,8 miliardy světelných roků.

Credit: D. Lagattuta/W. M. Keck Observatory.

Zdroj: http://keckobservatory.org/news/most_distant_dwarf_galaxy_detected/

autor: František Martinek