A közelmúltban csillagászok egy csoportja felfedezett két új kísérőgalaxist a Tejútrendszer körül. Amellett, hogy a felfedezés puszta ténye önmagában is érdekes eredmény, a két új galaxis vizsgálatával többet megtudhatunk az Univerzum anyagának 85%-át alkotó, láthatatlan, de a gravitációs kölcsönhatásokban részt vevő sötét anyagról is, ez pedig segíthet választ találni a kozmológia jelenleg elfogadott standard modelljének, a ΛCDM-modellnek az egyik megválaszolatlan kérdésére.

A két újonnan felfedezett galaxis a Sextans II, illetve Virgo III nevet kapta, és ilyen módon csatlakozott a Tejútrendszer 1,4 millió fényéves környezetében azonosított, körülbelül 60 apró kísérőgalaxishoz. A kísérőgalaxisok közül a két legismertebb, illetve méretét tekintve a két legnagyobb a déli félgömbről megfigyelhető Kis- és Nagy Magellán Felhő, ám ezek mellett több, kevésbé ismert törpegalaxis is kapcsolódik Tejútrendszerünkhöz.

Az újonnan felfedezett Virgo III galaxis. (Forrás: NAOJ/Tohoku University.)

Masahi Chiba, a kutatás vezetője szerint nagyon fontos kérdés már csak az is, hogy hány kísérő kering a Tejútrendszer körül. Bár már számos törpegalaxist sikerült azonosítani galaxisunk környezetében, valószínűleg sok ilyen objektum továbbra is felfedezésre vár. Halványságuk és kis méretük azonban megnehezíti a megtalálásukat. Éppen ezért fordultak a kutatók a Hawaii-on található Mauna Kea nevű vulkán tetején helyet kapó Subaru távcsőhöz, amely ideális az ilyen halvány égitestek felfedezéséhez.

A Virgo III galaxis helye a Szűz csillagképen belül. (Forrás: NAOJ/Tohoku University.)

A hiányzó galaxisok problémája

A sötét anyag mibenléte a kozmológia örök kérdése, hiszen mindmáig annyit tudunk erről az egzotikus anyagformáról, hogy bár gravitáló tömegként viselkedik, nem lép kölcsönhatásba sem a fénnyel, sem a csillagokat, bolygókat, holdakat, vagy akár minket, embereket felépítő barionikus anyaggal, vagy ha igen, akkor jelenlegi műszereinkkel kimutathatatlanul gyengén. Jelenleg arra is pusztán elméleteink vannak, hogy miből épülhet fel a sötét anyag, ám ezek közül még egyikre sincs közvetlen bizonyítékunk. Bizonyos kutatók szerint a sötét anyag olyan egzotikus részecskékből áll, amelyeket még nem fedeztünk fel, mások szerint pedig talán az ősrobbanás után visszamaradt mini fekete lyukak alkotják.

Mindazonáltal a sötét anyag kétségkívül létezik: a tudósok kiszámolták, hogy a galaxisok mozgásának dinamikája kizárólag ennek a titokzatos anyagnak a létezésével magyarázható, és a galaxisokat körülölelő, a látható anyagánál jóval kiterjedtebb, gömbszerű halóban kap helyet. A kozmológia standard modellje szerint a sötét anyag jelentős szerepet játszik a galaxisok fejlődésében is: a korai univerzumban például a sötét anyag részecskéi gravitációs csomósodásokat hoztak létre, amelyekben összegyűlt egy galaxis kialakulásához szükséges mennyiségű por- és gázanyag.

Ezen modell szerint a nagyobb galaxisok, mint például a mi Tejútrendszerünk körül is több száz apró kísérőgalaxisnak kéne lennie. Ezzel ellentétben azonban a hozzánk legközelebbi Andromeda-galaxis körül a becsült 500 kísérőgalaxisból mindössze 39-et ismerünk, a Tejútrendszernek pedig a felfedezett 60 helyett körülbelül 220 kísérőjének kéne lennie. Ekkor tehát felvetődik a kérdés: hova tűnt galaxisunk többi kísérője? A Sextans II és a Virgo III felfedezése valamelyest segít helyreállítani az egyensúlyt, sőt, olyan irányba billentheti át a mérleget, amely felülírhatja a kozmológiai standard modellt alapul vevő szimulációkból adódó elméleti lehetőségeket.

A Tejútrendszer eddig felfedezett kísérőgalaxisainak eloszlása. (Forrás: NAOJ/Tohoku University.)

Túl kevés a kísérőgalaxis, vagy éppenséggel túl sok?

Noha még mindig jóval kevesebbet ismerünk Tejútrendszerünk kísérő törpegalaxisai közül, mint a feltételezett 220, érdemes figyelembe venni azt is, hogy a Subaru-távcső nem tudja az egész égboltot mintavételezni. A Subaru által detektált törpegalaxisok eloszlásából extrapolálva a kutatók kiszámították, hogy nagyjából 500 törpegalaxisnak kéne keringenie a Tejútrendszer körül, vagyis körülbelül kétszer annyinak, mint amennyit a kozmológiai modellek jósolnak. Ilyen módon tehát a túl kevés kísérő galaxis kérdése átalakult a túl sok kísérő galaxis problémájává.

Ezt az új eredményt azonban nem árt némi óvatossággal kezelni: egy másik galaxis, a Scultpor-galaxis esetén ugyanis kimutatták, hogy a kísérőgalaxisok nem egyenletesen veszik körbe az anyagalaxist, hanem van egy bizonyos kitüntetett irány, amerre nézve több kísérő látszik, mint más irányokban. Talán ugyanez elmondható a Tejútrendszer körüli kísérőgalaxisokról is, és így nem biztos, hogy helyénvaló a Subaru által vizsgált égterületből extrapolálni: talán éppen a vizsgált területen található az átlagosnál több törpegalaxis!

A két új törpegalaxist felfedező kutatócsoport a későbbiekben részletesebb vizsgálatnak tervezi alávetni a Tejútrendszer kísérőgalaxisainak számát és eloszlását egyéb földi távcsövek, például a Chilében helyet kapó Vera C. Rubin Obszervatórium segítségével, hogy pontosabb becslést adhasson a Tejútrendszert övező törpegalaxisok számára.

A kutatók az itt leírt eredményeket a Publications of the Astronomical Society of Japan című folyóiratban publikálták.

A cikk forrása: https://www.space.com/milky-way-satellite-dwarf-galaxies-found