Hubblův teleskop odhalil jednu z nejtemnějších galaxií

Ve zdánlivě nekonečné tapiserii vesmíru většina galaxií září jasně napříč kosmickým časem a prostorem. Existuje však vzácná třída galaxií, které zůstávají téměř neviditelné – galaxie s nízkou plošnou jasností, jimž dominuje temná hmota a které obsahují jen řídký rozptyl slabých hvězd. Hubbleův vesmírný dalekohled NASA nyní pomohl identifikovat jeden z nejextrémnějších příkladů takového objektu.

Tento nepolapitelný objekt, označený jako CDG-2, může být jednou z galaxií s největší dominancí temné hmoty, jaká kdy byla objevena. Připomeňme, že temná hmota je neviditelná forma hmoty, která neodráží, nevyzařuje ani nepohlcuje světlo, a její přítomnost prozrazují pouze gravitační účinky. Vědecká studie podrobně popisující tento objev byla publikována v časopise The Astrophysical Journal Letters.

Jak najít neviditelné

Detekce takto slabých galaxií je mimořádně obtížná. David Li z University of Toronto v Kanadě a jeho tým použili pokročilé statistické techniky k identifikaci 10 dříve potvrzených galaxií s nízkou plošnou jasností a dvou nových kandidátů na „temné galaxie“.

Jejich inovativní metoda nespočívala v hledání samotného světla galaxie, ale v pátrání po těsných seskupeních kulových hvězdokup – kompaktních, sférických skupin hvězd, které typicky obíhají kolem normálních galaxií. Tato seskupení mohou signalizovat přítomnost slabé, skryté hvězdné populace, která by jinak unikla pozornosti.

Kosmická spolupráce odhaluje pravdu

K potvrzení jednoho z kandidátů na temnou galaxii astronomové využili trojici výkonných observatoří: Hubbleův vesmírný dalekohled (NASA), vesmírnou observatoř Euclid (ESA) a pozemní teleskop Subaru na Havaji.

Hubbleovo snímkování s vysokým rozlišením odhalilo těsnou skupinu čtyř kulových hvězdokup v kupě galaxií v Perseovi, vzdálené 300 milionů světelných let. Následné studie využívající data ze všech tří teleskopů pak odhalily slabou, difuzní záři obklopující tyto hvězdokupy – silný důkaz existence podkladové, byť téměř neviditelné, galaxie.

„Toto je první galaxie detekovaná výhradně prostřednictvím její populace kulových hvězdokup,“ uvedl David Li. „Za konzervativních předpokladů představují tyto čtyři hvězdokupy celou populaci kulových hvězdokup galaxie CDG-2.“

99 % temnoty

Předběžná analýza naznačuje, že CDG-2 má svítivost zhruba jen 6 milionů hvězd podobných Slunci, přičemž kulové hvězdokupy tvoří celých 16 % jejího viditelného obsahu.

Pozoruhodné je, že 99 % její celkové hmotnosti (která zahrnuje viditelnou i temnou hmotu) tvoří právě temná hmota.

Proč je tato galaxie tak temná? Vědci se domnívají, že většina její běžné hmoty potřebné k tvorbě hvězd – především plynného vodíku – byla pravděpodobně „odfiičena“ gravitačními interakcemi s jinými galaxiemi uvnitř husté kupy v Perseovi.

Kulové hvězdokupy však mají obrovskou hvězdnou hustotu a jsou gravitačně velmi pevně vázány. Díky tomu jsou odolnější vůči gravitačnímu slapovému rozrušení a stávají se tak spolehlivými „stopaři“ těchto vesmírných duchů.

S rozšiřováním přehlídek oblohy pomocí misí jako je Euclid, nadcházející Vesmírný dalekohled Nancy Grace Romanové (NASA) a Observatoř Vera C. Rubinové, se astronomové stále více obracejí ke strojovému učení a statistickým metodám, aby proseli obrovské soubory dat a našli více takových skrytých pokladů vesmíru.

Hubbleův vesmírný dalekohled je projekt mezinárodní spolupráce mezi NASA a ESA. Goddard Space Flight Center NASA v Greenbeltu v Marylandu řídí teleskop a letové operace.