Νεκροί γαλαξίες στο Σμήνος Κόμη πιθανώς να ομαδοποιούνται λόγω της σκοτεινής ύλης

Σύμφωνα με αυστραλιανή μελέτη, οι γαλαξίες ενός σμήνους, που βρίσκεται περίπου 300 εκατομμύρια έτη φωτός μακριά από τη Γη θα μπορούσαν να περιέχουν ακόμη και 100 φορές περισσότερη σκοτεινή ύλη από ότι ορατή ύλη. Για την έρευνα, που δημοσιεύεται σήμερα στο περιοδικό Monthly Notices της Βασιλικής Αστρονομικής Εταιρείας, χρησιμοποιήθηκαν προσομοιώσεις σε ισχυρούς υπολογιστές για να μελετήσουν γαλαξίες που έχουν πέσει μέσα στο Σμήνος Κόμη (στον αστερισμό της Κόμης της Βερενίκης), μιας από τις μεγαλύτερες δομές στο Σύμπαν όπου η βαρύτητα συνδέει μεταξύ τους χιλιάδες γαλαξίες.

«Βρέθηκε ότι οι γαλαξίες θα μπορούσαν να έχουν πέσει μέσα στο σμήνος ήδη πριν από εφτά δισεκατομμύρια χρόνια, πράγμα που δείχνει, αν οι σημερινές θεωρίες για την εξέλιξη των γαλαξιών είναι σωστές, ότι πρέπει να έχουν πολύ σκοτεινή ύλη να προστατεύει την ορατή ύλη από το να διαλυθεί από το σμήνος». Η σκοτεινή ύλη δεν μπορεί να είναι άμεσα ορατή, αλλά η μυστηριώδης αυτή ουσία θεωρείται ότι αποτελεί περίπου το 84% της ύλης στο Σύμπαν.

Ο υποψήφιος διδάκτωρ Cameron Yozin στο Διεθνές Κέντρο για τη Ραδιοαστρονομία, ο οποίος ηγήθηκε της μελέτης, διατυπώνει την άποψη ότι η εργασία δείχνει για πρώτη φορά ότι ορισμένοι γαλαξίες που έχουν πέσει στο Σμήνος θα μπορούσαν ευλόγως να έχουν ακόμη και 100 φορές περισσότερη σκοτεινή ύλη από την ορατή ύλη. Ο Yozin, από το Πανεπιστήμιο της Δυτικής Αυστραλίας, λέει ότι οι γαλαξίες που μελέτησε στο Σμήνος Κόμη είναι περίπου του ίδιου μεγέθους με το δικό μας Γαλαξία, αλλά περιέχουν μόνο ένα τοις εκατό (1%) από άστρα. Υποστηρίζει ότι οι γαλαξίες φαίνεται να έχουν σταματήσει να διαμορφώνουν νέα άστρα όταν πρώτα έπεσαν στο σμήνος πριν από επτά με δέκα δισεκατομμύρια χρόνια και από τότε ήταν νεκροί, στοιχείο που οδηγεί στους αστροφυσικούς να τους ονομάζουν «αποτυχημένους» γαλαξίες. Αυτό το τέλος στο σχηματισμό άστρων είναι γνωστό ως «απόσβεση» («quenching»).

Η καλλιτεχνική αναπαράσταση της διαδικασίας του «quenching» δείχνει πώς ένας κανονικός μπλε (όπου διαμορφώνονται άστρα) γαλαξίας χάνει το αέριό του ενώ πέφτει μέσα στο Σμήνος Κόμη πολύ νωρίτερα από τη διαμόρφωσή του. Credit: Cameron Yozin, ICRAR/UWA

«Οι γαλαξίες κανονικά σχηματίζονται όταν μεγάλα νέφη αερίου υδρογόνου καταρρέουν και μετατρέπονται σε άστρα. Αν τραβήξεις αυτό το αέριο, ο γαλαξίας δεν μπορεί να αναπτυχθεί περαιτέρω», λέει ο Yozin. «Η πτώση σε ένα σμήνος είναι ένας τρόπος με τον οποίο μπορεί να συμβεί αυτό. Η τεράστια βαρυτική δύναμη του σμήνους έλκει το γαλαξία, αλλά το αέριό του αποβάλλεται και ουσιαστικά κλέπτεται από το καυτό αέριο στο ίδιο το σμήνος. Για πρώτη φορά, οι προσομοιώσεις μου έχουν δείξει ότι αυτοί οι γαλαξίες θα μπορούσαν να έχουν σβήσει από το σμήνος ήδη πριν από επτά δισεκατομμύρια χρόνια. Ωστόσο δεν έχουν διαλυθεί πλήρως σε αυτό το περιβάλλον, επειδή έπεσαν με αρκετή σκοτεινή ύλη για να προστατεύει την ορατή ύλη τους».

Η έρευνα αυτή είχε ως διεγέρτη την πρόσφατη παρατηρησιακή ανακάλυψη αυτών των γαλαξιών από μια αμερικανο-καναδική ομάδα με επικεφαλής τον καθηγητή Pieter van Dokkum του Πανεπιστημίου του Yale. Χρησιμοποιώντας τα δεδομένα από την ομάδα της Βόρειας Αμερικής που δημοσιεύθηκε το περασμένο έτος, ο Yozin κατάφερε να δημιουργήσει προσομοιώσεις σε υπολογιστές για να μοντελοποιήσει το πώς οι γαλαξίες εξελίχθηκαν σε αυτό που μπορούμε να δούμε σήμερα.

Η εικόνα εισαγωγής: Το γαλαξιακό σμήνος Κόμη, είναι ένα πολύ μεγάλο σμήνος γαλαξιών στον αστερισμό της Κόμης της Βερενίκης. Κάθε φωτεινό σημείο στην εικόνα μπορεί να φαίνεται σαν άστρο αλλά στην πραγματικότητα τα περισσότερα είναι γαλαξίες. Με πάνω από 650 γαλαξίες στο σμήνος, το Abell 1656 είναι μια από τις πυκνότερες συγκεντρώσεις γαλαξιών σε ολόκληρο τον ουρανό. Credit: Greg Parker, New Forest Observatory.

Πηγή: International Centre for Radio Astronomy Research

Περισσότερα στην εργασία: The quenching and survival of ultra diffuse galaxies in the Coma cluster, Monthly Notices of the Royal Astronomical Society