Tajemniczy relikt odkryty przez teleskop Hubble'a. Coś takiego widzimy pierwszy raz
Wszechświat pełen jest lśniących galaktyk, gigantycznych gwiazd i widowiskowych mgławic. Jednak to, co najciekawsze, czasem bywa zupełnie niewidoczne. Teleskop Hubble’a właśnie potwierdził istnienie czegoś, co wymyka się klasycznym definicjom. To pierwsze potwierdzone odkrycie takiego obiektu we Wszechświecie.
Naukowcy nazywają go reliktem, albo bardziej obrazowo "galaktyką, która poniosła porażkę". Cloud-9, bo tak brzmi jego robocza nazwa, to pierwszy w historii tak wyraźny dowód na to, że w naszym kosmicznym sąsiedztwie ukrywają się duchy z czasów narodzin wszechświata.
Cloud-9 jest tzw. RELHIC-iem (Reionization-Limited H I Cloud), czyli obłokiem neutralnego wodoru, który przetrwał miliardy lat w niemal nienaruszonym stanie. To prawdziwy relikt wczesnego kosmosu, swoisty odprysk z czasów, gdy formowały się pierwsze struktury materialne. Zamiast stać się dumną galaktyką spiralną pełną słońc i planet, Cloud-9 utknął w martwym punkcie.
Alejandro Benitez-Llambay z Uniwersytetu Milano-Bicocca, szef zespołu badawczego, nie kryje entuzjazmu, choć mówi o "porażce". W nauce bowiem to właśnie błędy i niedokończone procesy mówią nam najwięcej o tym, jak działają reguły gry.
Brak gwiazd w tym obłoku nie jest wynikiem niedoskonałości naszych teleskopów, ale dowodem na słuszność teorii o ciemnej materii. Cloud-9 to pierwotna cegiełka, z której nigdy nie powstał dom, dzięki czemu dziś możemy zajrzeć w głąb jej struktury bez zanieczyszczeń w postaci światła gwiazd.
Hubble widzi to, czego inni nie mogli dostrzec
Zanim do akcji wkroczył legendarny Teleskop Hubble’a, naukowcy mogli jedynie spekulować. Cloud-9 został po raz pierwszy zauważony trzy lata temu przez chiński radioteleskop FAST, a później jego obecność potwierdziły amerykańskie instalacje Green Bank i Very Large Array.
Jednak przyrządy naziemne mają swoje ograniczenia i nie dawały pewności, czy wewnątrz obłoku nie kryją się słabe, małe gwiazdy, których po prostu nie widzimy z Ziemi.
Dopiero Hubble, wyposażony w kamerę Advanced Camera for Surveys, postawił kropkę nad i. Po wykonaniu niezwykle czułych zdjęć stało się jasne: tam naprawdę nic nie świeci.
To odkrycie zmienia postać rzeczy. Gdyby w Cloud-9 znajdowały się jakiekolwiek gwiazdy, byłaby to po prostu kolejna karłowata galaktyka. Ich brak czyni z tego obiektu unikalne laboratorium ciemnej materii. Jak zauważa Gagandeep Anand ze Space Telescope Science Institute, Hubble pozwolił przyszpilić naturę tego obiektu i ostatecznie wykluczyć obecność gwiezdnej populacji.
Więcej na Spider's Web:
Ciemna materia gra tu pierwsze skrzypce
Liczby stojące za Cloud-9 działają na wyobraźnię i pokazują, jak ogromna dysproporcja panuje w tym obłoku. Sam rdzeń wodoru ma średnicę około 4900 lat świetlnych. Masę gazu oszacowano na około milion mas Słońca. To dużo? W skali kosmicznej to zaledwie drobnostka. Prawdziwy szok przeżywamy jednak, gdy spojrzymy na masę ciemnej materii, która trzyma ten gaz w ryzach.
Naukowcy obliczyli, że aby utrzymać taką strukturę w stabilności, Cloud-9 musi zawierać ciemną materię o masie aż 5 mld Słońc. Oznacza to, że widoczny gaz stanowi jedynie ułamek całości, a reszta to niewidzialna, tajemnicza substancja, która dominuje nad otoczeniem.
Obiekt ten jest niezwykle zwarty i niemal idealnie sferyczny, co odróżnia go od innych obłoków gazu dryfujących w pobliżu Drogi Mlecznej, które zazwyczaj są nieregularne i poszarpane.
Dlaczego ta galaktyka „nie wyszła”?
Dlaczego Cloud-9 nie stał się nową Drogą Mleczną? Odpowiedź tkwi w delikatnej równowadze fizycznej. Astronomowie sugerują, że obłok znajduje się w tzw. sweet spot - idealnym punkcie masowym. Gdyby był nieco cięższy, powiedzmy powyżej 5 mld mas Słońca, gaz zapadłby się pod własnym ciężarem, zainicjował procesy termojądrowe i narodziłyby się gwiazdy.
Gdyby był znacznie mniejszy, promieniowanie jonizujące z wczesnego wszechświata prawdopodobnie rozdmuchałoby gaz i obłok przestałby istnieć.
Cloud-9 przetrwał jako wieczny embrion na obrzeżach galaktyki Messier 94 (M94). Choć obecnie wydaje się uśpiony, dane radiowe o wysokiej rozdzielczości wykazują lekkie zniekształcenia gazu. Może to oznaczać, że Cloud-9 wchodzi w interakcje z M94, a jego przyszłość wcale nie musi być ciemna.
Jeśli w przyszłości wchłonie więcej materii i przekroczy masę krytyczną, być może w końcu odpali i rozbłyśnie tysiącami słońc. Na razie jednak pozostaje najczystszym oknem na ciemną stronę wszechświata, jakie kiedykolwiek udało nam się znaleźć.
Jest tego więcej
Ustaw Spider’s Web jako preferowane medium w Google
Głowna ilustracja: Zdjęcie pokazuje położenie Cloud-9, który znajduje się 14 mln lat świetlnych od Ziemi. Rozmyta magenta to dane radiowe z naziemnego Very Large Array (VLA) pokazujące obecność chmury. Przerywany okrąg oznacza szczyt emisji radiowej, na którym naukowcy skupili swoje poszukiwania gwiazd. Dalsze obserwacje za pomocą Advanced Camera for Surveys Teleskopu Kosmicznego Hubble'a nie wykazały żadnych gwiazd w chmurze. Nieliczne obiekty, które pojawiają się w jego granicach, to galaktyki tła. Przed obserwacjami Hubble'a naukowcy mogli twierdzić, że Cloud-9 jest słabą galaktyką karłowatą, której gwiazd nie można było dostrzec za pomocą teleskopów naziemnych z powodu braku czułości. Advanced Camera for Surveys Teleskopu Hubble'a pokazuje, że w rzeczywistości nieudana galaktyka nie zawiera gwiazd. Fot. NASA, ESA, VLA, Gagandeep Anand (STScI), Alejandro Benitez-Llambay (Uniwersytet Milano-Bicocca); Przetwarzanie obrazu: Joseph DePasquale (STScI)
