Visi žino, kad galaktikos yra didžiulė žvaigždžių kolekcija. Vienoje galaktikoje gali būti šimtai milijardų jų. Bet yra galaktikos tipas, kuriame nėra žvaigždžių. Teisingai: nulis žvaigždžių.
Šios galaktikos vadinamos tamsiosiomis galaktikomis arba tamsiųjų medžiagų galaktikomis. Užuot susidedančios iš žvaigždžių, jas sudaro daugiausia tamsioji medžiaga. Teorija prognozuoja, kad aureolėse aplink „įprastas“ galaktikas turėtų būti daugybė šių nykštukinių tamsiųjų galaktikų, tačiau jas rasti buvo sunku.
Dabar naujame dokumente, kuris turi būti paskelbtas „Astrophysical Journal“, Yasharas Hezavehas Stanfordo universitete Kalifornijoje ir jo kolegų komanda praneša apie vieno tokio objekto atradimą. Komanda pasinaudojo padidintomis „Atacamas“ milimetrų masyvo galimybėmis ištirti Einšteino žiedą, taip pavadintą todėl, kad Einšteino bendrojo reliatyvumo teorija šį reiškinį numatė dar ilgai, kol vienas nebuvo pastebėtas.
Einšteino žiedas yra tada, kai masinis artimo objekto sunkumas iškraipo šviesą iš daug labiau nutolusio objekto. Jie veikia panašiai kaip objektyvas teleskopu ar net pora akinių. Objektyvo stiklo masė nukreipia gaunamą šviesą taip, kad tolimi objektai būtų padidinti.
Einšteino žiedai ir gravitacinis lęšis leidžia astronomams tyrinėti ypač tolimus objektus, žiūrint į juos per sunkio objektyvą. Bet jie taip pat leidžia astronomams sužinoti daugiau apie galaktiką, veikiančią kaip objektyvas, o tai nutiko šiuo atveju.
Jei ant stiklinio lęšio būtų mažų vandens dėmelių, jos padidintų vaizdą. Taip ir nutiko šiuo atveju, išskyrus mikroskopinius vandens lašus ant objektyvo, o iškraipymus sukėlė mažos nykštukinės galaktikos, sudarytos iš tamsiųjų medžiagų. Šiuos nematomus objektus galime rasti taip pat, kaip ant lango galite pamatyti lietaus lašelius. Jūs žinote, kad jie ten yra, nes jie iškreipia foninių objektų vaizdą “, - aiškino Hezavehas. Skirtumas tas, kad vanduo iškreipia šviesą refrakcijos metu, tuo tarpu materija iškraipo šviesą dėl gravitacijos.
Kai ALMA įrenginys padidino savo skiriamąją gebą, astronomai tyrė įvairius astronominius objektus, kad patikrintų jo galimybes. Vienas iš šių objektų buvo aukščiau esančiame paveikslėlyje esantis gravitacinis objektyvas SDP81. Ištyrę tolimesnę galaktiką, kurią skleidžia SDP81, jie aptiko mažesnius iškraipymus tolimosios galaktikos žiede. Hezavehas ir jo komanda daro išvadą, kad šie iškraipymai signalizuoja apie Nykštuko tamsiosios galaktikos buvimą.
Bet kodėl visa tai svarbu? Nes Visatoje yra problema ar bent jau mūsų supratimas apie ją; trūkstamų mišių problema.
Mūsų supratimas apie Visatos struktūros formavimąsi yra gana tvirtas, bent jau platesniu mastu. Prognozės, pagrįstos šiuo modeliu, sutinka su kosminio mikrobangų fono (CMB) ir galaktikų klasterizacijos stebėjimais. Bet mūsų supratimas šiek tiek nutrūksta, kai kalbame apie mažesnio masto Visatos struktūrą.
Vienas iš nesuvokimo šioje srityje pavyzdžių yra tai, kas vadinama dingusio palydovo problema. Teorija prognozuoja, kad tamsiosios medžiagos, esančios aplink galaktikas, aureolėse turėtų būti labai daug vadinamųjų subhalogeninių objektų. Šie objektai gali būti nuo įvairių dalykų, tokių kaip Magelano debesys, iki daug mažesnių objektų. Vietos grupės stebėjimais, palyginti su teorinėmis prognozėmis, yra ryškus šių objektų deficitas, kurio koeficientas 10 yra 10.
Kadangi jų neradome, turi įvykti vienas iš dviejų dalykų: arba mes geriau juos surandame, arba modifikuojame savo teoriją. Bet atrodo, kad šiek tiek per anksti modifikuoti mūsų Visatos struktūros teorijas, nes mes neradome to, ko dėl savo prigimties sunku rasti. Štai kodėl šis pranešimas yra toks svarbus.
Vienos iš šių nykštukinių tamsiųjų galaktikų stebėjimas ir identifikavimas turėtų atverti duris dar daugiau. Kai tik bus rasta, galime pradėti kurti jų populiacijos ir pasiskirstymo modelį. Taigi, jei ateityje bus rasta daugiau šių nykštukinių tamsiųjų galaktikų, tai pamažu patvirtins mūsų suprantamą supratimą apie Visatos formavimąsi ir struktūrą. Ir tai reikš, kad einame teisingu keliu, kai reikia suprasti „Dark Matter“ vaidmenį Visatoje. Jei nepavyksta jų rasti, o tai, kas pririšta prie SDP81 halo, atrodo anomalija, teoriškai jis vėl grįžta į braižymo lentą.
Aptikti Nykštuko tamsiąją galaktiką, sujungtą su SDP81, prireikė daug arklio galių. Einšteino žiedai, pavyzdžiui, SDP81, turi turėti didžiulę masę, kad galėtų veikti gravitacinį lęšio efektą, o „Nykštukų tamsiųjų galaktikų“ palyginimas yra mažas. Tai klasikinė „adata šieno kupetoje“ problema, o Hezavei ir jo komandai reikėjo didžiulės skaičiavimo galios, kad būtų galima analizuoti duomenis iš ALMA.
ALMA ir „Hezaveh“ bei komandos sukurta metodika, tikimės, ateityje atskleis daugiau informacijos apie „Dwarf Dark Galaxies“. Komanda mano, kad ALMA turi didelį potencialą atrasti daugiau šių halo objektų, o tai savo ruožtu turėtų pagerinti mūsų supratimą apie Visatos struktūrą. Kaip sakoma savo darbo išvadoje, „... ALMA stebėjimai gali žymiai pagerinti mūsų supratimą apie tamsiosios medžiagos pagrindų gausą“.
