Vsi vemo, da so galaksije ogromne zbirke zvezd. Ena sama galaksija lahko vsebuje na stotine milijard. Vendar obstaja vrsta galaksije, ki nima zvezd. Tako je: nič zvezd.
Te galaksije imenujemo temne galaksije ali temne galaksije. In namesto da so sestavljene iz zvezd, so večinoma sestavljene iz Temne materije. Teorija napoveduje, da bi moralo biti veliko teh pritlikavih galaksij v halo okoli "navadnih" galaksij, vendar jih je bilo težko najti.
Zdaj v novem prispevku, ki bo objavljen v astrofizičnem časopisu, Yashar Hezaveh na univerzi Stanford v Kaliforniji in njegova ekipa sodelavcev napovedujejo odkritje enega takšnih predmetov. Skupina je uporabila izboljšane zmogljivosti velikega milimetrskega sklopa Atacamas za pregled Einsteinovega obroča, imenovanega zato, ker je Einsteinova teorija splošne relativnosti napovedovala pojav že dolgo, preden so ga opazili.
Einsteinov obroč je, ko ogromna gravitacija bližnjega predmeta izkrivlja svetlobo iz veliko bolj oddaljenega predmeta. Delujejo podobno kot leča v teleskopu ali celo v paru očal. Masa kozarca v leči usmeri dohodno svetlobo tako, da se oddaljeni predmeti povečajo.
Einstein prstani in gravitacijska leča astronomom omogočajo preučevanje izjemno oddaljenih predmetov, tako da jih gledajo skozi gravitacijsko lečo. A tudi astronomom omogočajo, da se naučijo več o galaksiji, ki deluje kot leča, kar se je zgodilo v tem primeru.
Če bi steklena leča imela na sebi drobne vodne lise, bi te slike na sliki dodale drobno popačenje. Tako se je zgodilo v tem primeru, razen mikroskopskih kapljic vode na lečo, izkrivljanja so povzročila drobna pritlikava Galaksija, sestavljena iz Temne materije. "Te nevidne predmete lahko najdemo na enak način, kot lahko na oknu vidimo kapljice dežja. Veste, da so tam, ker izkrivljajo podobo predmetov v ozadju, "je pojasnil Hezaveh. Razlika je v tem, da voda izkrivlja svetlobo z lomljenjem, medtem ko snov izkrivlja svetlobo z gravitacijo.
Ko je objekt ALMA povečal svojo ločljivost, so astronomi preučevali različne astronomske predmete, da bi preizkusili njegove sposobnosti. Eden od teh objektov je bil tudi SDP81, gravitacijska leča na zgornji sliki. Ko so pregledali bolj oddaljeno galaksijo, ki jo je posodil SDP81, so odkrili manjša popačenja v obroču oddaljene galaksije. Hezaveh in njegova ekipa sklepajo, da ta izkrivljanja signalizirajo prisotnost pritlikave temne galaksije.
Toda zakaj je vse to pomembno? Ker v vesolju obstaja težava ali vsaj v našem razumevanju tega; problem manjkajoče mase.
Naše razumevanje tvorbe strukture Vesolja je, vsaj v širšem obsegu, precej trdno. Predvidevanja, ki temeljijo na tem modelu, se ujemajo z opazovanji kozmičnega mikrovalovnega ozadja (CMB) in galaksijskim združevanjem. Toda naše razumevanje se nekoliko zlomi, ko gre za manjši obseg strukture vesolja.
En primer našega nerazumevanja na tem področju je tisto, kar poznamo kot problem pogrešanih satelitov. Teorija napoveduje, da bi moralo biti v halo temne snovi okoli galaksije velika populacija tako imenovanih subhalo predmetov. Ti predmeti segajo od velikih stvari, kot so Magelanski oblaki, do veliko manjših predmetov. V opazovanjih lokalne skupine je izrazit primanjkljaj teh predmetov, kar ustreza faktorju 10 v primerjavi s teoretičnimi napovedmi.
Ker jih nismo našli, se morata zgoditi ena od dveh stvari: ali jih bomo bolje našli, ali spremenimo svojo teorijo. Toda zdi se, da bi bilo malo preveč, da bi spremenili svoje teorije o strukturi vesolja, ker nismo našli nečesa, kar je že po svoji naravi težko najti. Zato je ta napoved tako pomembna.
Opazovanje in prepoznavanje ene od teh pritlikavih temnih galaksij bi moralo odpreti vrata več. Ko jih bomo še našli, lahko začnemo graditi model njihovega števila prebivalstva in porazdelitve. Če torej v prihodnosti najdemo več teh pritlikavih temnih galaksij, bo to postopoma potrjevalo naše prekomerno razumevanje nastanka in strukture Vesolja. In to bo pomenilo, da smo na pravi poti, ko gre za razumevanje vloge Dark Matterja v vesolju. Če jih ne najdemo in se ta, ki je vezan na halo SDP81, izkaže za anomalijo, se teoretično vrne na risalno ploščo.
Potrebno je bilo veliko konjskih moči, da smo zaznali pritlikavo temno galaksijo, vezano na SDP81. Einstein prstani, kot je SDP81, morajo imeti ogromno maso, da bi izvajali učinek gravitacijske leče, medtem ko so pritlikave temne galaksije drobne v primerjavi. To je klasična težava "igla v senenem nahodu", Hezaveh in njegova ekipa pa so potrebovali ogromno računalniško moč za analizo podatkov iz ALMA.
ALMA, in metodologija, ki sta jo razvila Hezaveh in ekipa, bosta upali osvetliti škratke temne galaksije v prihodnosti. Ekipa meni, da ima ALMA velik potencial, da odkrije več teh halo predmetov, kar naj bi izboljšalo naše razumevanje strukture Vesolja. Kot navajajo v zaključku svojega prispevka, "... opažanja ALMA lahko znatno izboljšajo naše razumevanje številčnosti podstrukture temne snovi."
