Nierozwikłany problem Drogi Mlecznej. Kwestia „brakujących galaktyk” jest bardziej skomplikowana niż sądzono

W tym artykule:

1. Dwie nowe galaktyki satelickie
2. Drogę Mleczną otacza rój mniejszych galaktyk?
3. Gdzie są brakując galaktyki?

Słońce jest jedną z setek miliardów gwiazd tworzących Drogę Mleczną. Wszystkie krążą wokół centrum Galaktyki. Jednak nie tylko one. Poza Drogą Mleczną znajdują się również inne, mniejsze skupiska gwiazd powiązane z nią grawitacyjnie. To tzw. galaktyki satelitarne albo satelickie. One również okrążają jądro naszej Galaktyki.

Największą z galaktyk satelickich jest Wielki Obłok Magellana. Jest sto razy mniejszy od Drogi Mlecznej, ale i tak ma ok. 30 mld gwiazd. Dzięki temu możemy go widzieć gołym okiem (choć jest odległy o 163 tys. lat świetlnych). Oprócz niego naszą Galaktykę okrąża również wiele małych galaktyk karłowatych. Mają one od kilkuset tysięcy do kilku miliardów gwiazd. W sumie znamy ich około 60.

I to stanowi problem. Astronomowie szacują bowiem, że powinno być ich ponad trzy razy więcej. Z obliczeń uwzględniających istnienie i rozkład ciemnej materii w kosmosie wynika, że Droga Mleczna powinna mieć około 220 galaktyk satelickich. Gdzie są te brakujące? Kłopot z ich znalezieniem doczekał się nazwy: „problem brakujących galaktyk satelickich” (ang. „missing satellites problem”).

Dwie nowe galaktyki satelickie

Miesiąc temu międzynarodowy zespół naukowców poinformował o odkryciu dwóch nieznanych dotychczas galaktyk satelickich. W czasopiśmie „Publications of the Astronomical Society of Japan” badacze z Japonii, Tajwanu i Stanów Zjednoczonych ogłosili, że nowe galaktyki znajdują się odpowiednio 411 tys. i 492 tys. lat świetlnych od Ziemi.

Galaktyki te – nazwane Sextans II i Virgo III – to najprawdopodobniej ultrakompaktowe galaktyki karłowate. Tak określa się ciasne skupiska starych gwiazd. Przez to, że znajdują się one blisko siebie, galaktyki takie mogą być jaśniejsze od innych galaktyk satelickich.

Naukowcy wypatrzyli Sextans II i Virgo III z użyciem pracującego na Hawajach teleskopu Subaru. A dokładniej – instrumentu Hyper Suprime-Cam (HSC), w który wyposażony jest teleskop.

Drogę Mleczną otacza rój mniejszych galaktyk?

Odkrycie tych dwóch galaktyk nie rozwiązuje „problemu brakujących galaktyk satelickich”. Natomiast niespodziewanie tworzy zupełnie nowy.

Dlaczego? Instrument HSC nie obserwuje całego nieba. Tylko jego niewielki fragment o średnicy 33 lat świetlnych. Z teorii wynika, że na takim obszarze powinny znajdować się średnio cztery galaktyki satelitarne Drogi Mlecznej. Jednak różne zespoły badawcze wytropiły ich już łącznie dziewięć (włączając w to dwie nowe).

To zaś oznacza, że jeśli rozkład galaktyk satelitarnych wokół całej Drogi Mlecznej jest taki sam jak w obszarze obserwowanym przez Subaru, wówczas łącznie nasza galaktyka może mieć nawet 500 galaktyk satelickich. – Obecnie mamy do czynienia raczej z „problemem zbyt dużej liczby galaktyk satelickich”, a nie „problemem brakujących galaktyk satelickich” – napisano w oświadczeniu prasowym.

Gdzie są brakując galaktyki?

Jak z tego wybrnąć? Rozwiązań może być kilka. Na przykład jakaś część galaktyk karłowatych może ukrywać się za większymi galaktykami satelickimi i przez to pozostawać niewidoczna. Tworzące je gwiazdy mogą być też rozproszone, co utrudniałoby dostrzeżenie takiej galaktyki.

Portal Space.com sugeruje jeszcze jedną możliwość. Przypomina badania galaktyki NGC 235 prowadzone m.in. przez astronoma amatora Guiseppe Donatiello. Donatiello wypatrzył pięć nowych galaktyk satelickich wokół NGC 235 (odległej od Ziemi o 11,5 mln lat świetlnych). Dalsze badania tego obszaru wykazały, że galaktyki satelickie NGC 235 wcale nie były rozłożone równomiernie w przestrzeni. Istniały kierunki, gdzie znajdowało się ich znacznie więcej. Jeśli to samo dotyczy Drogi Mlecznej i teleskop Subaru „patrzył” akurat w taką stronę, wówczas szacunki łącznej liczby galaktyk satelickich w naszym sąsiedztwie byłyby zawyżone.

Co dalej? – Następnym krokiem będzie użycie mocniejszego teleskopu, który uchwyci większy fragment nieba – mówi Masahi Chiba z Tohoku University, jeden z autorów badań. – W przyszłym roku do tego celu wykorzystane zostanie Vera C. Rubin Observatory w Chile. Mam nadzieję, że wówczas odkrytych zostanie wiele nowych galaktyk satelickich – dodaje naukowiec.

Źródła: EurekAlert, Live Science, Publications of the Astronomical Society of Japan, NASA.

Nasz ekspert

Magdalena Salik

Dziennikarka naukowa i pisarka, przez wiele lat sekretarz redakcji i zastępczyni redaktora naczelnego magazynu „Focus". Wcześniej redaktorka działu naukowego „Dziennika. Polska, Europa, Świat”. Pasjami czyta i pisze, miłośniczka literatury popularnonaukowej i komputerowych gier RPG. Więcej: magdalenasalik.wordpress.com