Umjetnikov dojam dviju galaksija koje se sudaraju. Kreditna slika: ESO Klikni za veću sliku
Tamna tvar je tajanstvena tvar koja čini se da čini 25% mase Svemira. Europski astronomi izmjerili su količinu tamne materije u nekoliko galaksija i otkrili da je velik dio njih izvan ravnoteže; njihovi su unutarnji pokreti vrlo poremećeni. To znači da su mnoge galaksije - čak 40% - nedavno prošle kroz spajanja ili blizu sudara.
Proučavajući nekoliko desetaka udaljenih galaksija, međunarodni tim astronoma utvrdio je da su galaksije imale istu količinu tamne materije u odnosu na zvijezde prije 6 milijardi godina kao i sada. Ako se potvrdi, to sugerira mnogo bližu međusobnu interakciju tamne i normalne materije nego što se ranije vjerovalo. Znanstvenici su također otkrili da čak 4 od 10 galaksija nisu iz ravnoteže. Ovi rezultati bacaju novo svjetlo na to kako se galaksije formiraju i razvijaju budući da je Svemir bio tek polovina njegove trenutne starosti.
"To može značiti da su sudara i spajanja važni u formiranju i razvoju galaksija", rekao je Francois Hammer iz Pariskog opservatorija u Francuskoj i jedan od vođa tima.
Znanstvenici su bili zainteresirani otkriti kako su se daleke galaksije - koje su tako viđene kao kad je bio Svemir mlađi - evoluirale u one u blizini. Posebno su željeli proučiti važnost tamne materije u galaksijama.
"Tamna materija, koja čini oko 25% Svemira, jednostavna je riječ opisati nešto što stvarno ne razumijemo", rekao je Hector Flores, suvoditelj. "Promatrajući kako se galaksija rotira, znamo da tamna tvar mora biti prisutna, jer bi se u protivnom te gigantske strukture samo otapale."
U obližnjim galaksijama i u našem Mliječnom putu po tom pitanju astronomi su otkrili da postoji odnos između količine tamne materije i običnih zvijezda: na svaki kilogram materijala unutar neke zvijezde postoji otprilike 30 kilograma tamne materije. No, drži li taj odnos tamne i obične materije u prošlosti Univerzuma?
Ovo je zahtijevalo mjerenje brzine u različitim dijelovima udaljenih galaksija, prilično škakljiv eksperiment: prethodna mjerenja doista nisu bila u stanju provesti te galaksije dovoljno detaljno, jer su morala odabrati jedan prorez, tj. Jedan smjer, preko galaksije.
Stvari su se promijenile dostupnošću više objektivnog spektrografa GIRAFFE, koji je sada instaliran na 8,2-metarskom teleskopu Kueyen ESO-ovog vrlo velikog teleskopa (VLT) u Opservatoriju Paranal (Čile).
U jednom načinu, poznatom kao "3-D spektroskopija" ili "integrirano polje", ovaj instrument može dobiti istovremeno spektar manjih područja proširenih objekata poput galaksija ili maglina. Za to je 15 snopa vlakana koji se mogu razmjestiti, takozvane integralne poljske jedinice (IFU), usp. ESO PR 01/02, koriste se za izradu detaljnih mjerenja udaljenih galaksija. Svaki IFU je mikroskopski, najsuvremeniji dvodimenzionalni niz leća s otvorom 3 x 2 arcsec2 na nebu. To je poput očiju insekta, s dvadeset mikro leća u kombinaciji s optičkim vlaknima koje svjetlost bilježe u svakoj točki polja u ulazni prorez spektrografa.
"GIRAFFE na VSO-u ESO-a jedini je instrument na svijetu koji je u stanju istovremeno analizirati svjetlost koja dolazi iz 15 galaksija koje pokrivaju vidno polje gotovo jednako veliko kao i puni mjesec", rekao je Mathieu Puech, vodeći autor jednog rada koji predstavlja rezultati. "Svaka se galaksija promatrana u ovom načinu dijeli na kontinuirana manja područja gdje se spektri dobivaju u isto vrijeme."
Astronomi su koristili GIRAFFE za mjerenje brzinskih polja nekoliko desetaka udaljenih galaksija, što je dovelo do iznenađujućeg otkrića da je čak 40% udaljenih galaksija bilo "izvan ravnoteže" - njihovi unutarnji pokreti bili su vrlo poremećeni - mogući znak da su još uvijek prikazuje posljedice sudara galaksija.
Kada su se ograničili na samo one galaksije koje su očito dostigle ravnotežu, znanstvenici su otkrili da odnos tamne materije i zvjezdanih sadržaja nije izgleda da se razvio tijekom posljednjih 6 milijardi godina.
Zahvaljujući izvrsnoj spektralnoj razlučivosti, GIRAFFE također omogućuje prvi put da prouči raspodjelu plina kao funkciju njegove gustoće u tako udaljenim galaksijama. Najspektakularniji rezultati otkrivaju mogući odljev plina i energije koji potiču intenzivno stvaranje zvijezda unutar galaksije i divovsko područje jako vrućeg plina (HII regija) u galaksiji u ravnoteži koja stvara mnoge zvijezde.
"Takvu se tehniku može proširiti dobivanjem karata mnogih fizičkih i kemijskih karakteristika udaljenih galaksija, što nam omogućava detaljno proučavanje načina na koji su sakupljali svoju masu tokom svog života", rekao je Franjois Hammer. "U mnogim aspektima, GIRAFFE i njegov multi-integralni poljski način rada daju nam prvi okus onoga što ćemo postići budućim izuzetno velikim teleskopima."
Izvorni izvor: ESO News Release
