Галактиките съществуват в много различни форми и размери, но основните съставки изглеждат доста последователни. Обикновено има голяма черна дупка в центъра, куп звезди и газ и щедра порция тъмна материя, която помага да се обедини цялото нещо.

Докато тъмната материя е... ами, тъмна, звездите, газът и въртеливото ядро от нагрят материал се открояват с лъчистата красота на град в нощта.

Въпреки това една новооткрита галактика джудже, разположена само на 94 милиона светлинни години от нас, опровергава очакванията. Нарича се FAST J0139+4328 и не излъчва никаква оптична светлина. Всъщност тя почти не излъчва никаква светлина. FAST J0139+4328 изглежда е това, което е известно като тъмна галактика. Освен малка част от звездите галактиката изглежда е съставена почти изцяло от тъмна материя.

„Тези открития предоставят наблюдателни доказателства, че FAST J0139+4328 е изолирана тъмна галактика джудже“, пишат екип от астрономи, ръководен от Джин-Лонг Сю от Китайската академия на науките в Пекин. „Това е първият път, когато изолирана тъмна галактика е открита в близката Вселена.“

Тъмната материя в момента е водещото обяснение за странно несъответствие между количеството нормална или барионна материя, наблюдавана в ъглите на Вселената, и силата на гравитацията, необходима, за да я държи заедно. На разбираем език просто няма достатъчно материя, за да се отчете цялата гравитация. Галактиките се въртят толкова бързо, че трябва да се разлетят, без нещо друго да ги свързва.

Каквото и да е отговорно за тази допълнителна гравитация, остава неуловимо. Изглежда не взаимодейства с нормалната материя по друг начин освен чрез гравитацията, нито излъчва някаква форма на радиация, която можем да открием в момента. С други думи просто не можем да видим източника на тази допълнителна маса. И все пак запазването на място за някакъв вид непознат материал до голяма степен помага за разрешаването на проблемите, които наблюдаваме.

Теорията за тъмната материя обаче също не е перфектна. Един от проблемите е несъответствието между симулациите на разпределението на тъмната материя във Вселената и броя на галактиките джуджета, които виждаме там, обикалящи около по-големи галактики. Има много по-малко галактики джуджета, отколкото предполагат симулациите, че трябва да има. Това е известно като проблема с галактиката джудже.

Възможно е просто да не можем да открием някои видове галактики джуджета, като тези с много малко звезди, състоящи се основно от газ и тъмна материя. Намирането на достатъчно от тях би помогнало да се разреши целият недостиг на галактики джуджета.

Идентифицирани са някои кандидат тъмни галактики, но те са много близо до други структури, което ги прави трудни за разграничаване от петна отломки, изтръгнати от по-силни гравитационни сили. Идеален кандидат за тъмна галактика би се носил сам, изолиран в Космоса, където идентичността му не може да бъде сбъркана.

За да търсят такава галактика, Сю и колегите му използваха петстотинметровия сферичен радиотелескоп с апертура (FAST) в Китай. Те са използвали телескопа по време на пропуски в неговия график за наблюдение като проект за „запълване“ за провеждане на търсене на радиоизлъчване на големи облаци от неутрален атомен водород (HI) газ в междугалактичното пространство, търсейки характеристики, съответстващи на галактика.

И накрая екипът постигна успех: радиовълните, излъчвани от облак от HI на 94 милиона светлинни години, съответстваха на въртяща се дискова галактика без оптичната светлина, очаквана от такава. Последващи наблюдения в инфрачервени и ултравиолетови лъчи разкриха слабо разпръскване на звезди.

Взети заедно, данните позволиха на изследователите да определят свойствата на галактиката, която те нарекоха FAST J0139+4328. Според изчисленията на екипа галактиката има горна граница от 690 000 звезди на слънчева маса – и съдържа HI на стойност 83 милиона слънчеви маси. Общата барионна маса на галактиката е около 110 милиона слънчеви маси.

Това обаче е само капка от общата маса на галактиката. Екипът успя да изчисли скоростта на въртене на FAST J0139+4328 и от това общата му маса, която възлиза на 5.1 милиарда слънчеви маси. Това би означавало, че галактиката е съставена от около 98% тъмна материя.

Очаква се други учени да се опитат да потвърдят природата на обекта. В този случай може да се окаже нещо различно, както се случи с галактика, наречена Dragonfly 44. През 2016 г. беше установено, че галактиката се състои от 99.99% тъмна материя. Четири години по-късно обаче астрономите установиха, че Dragonfly 44 не е толкова необичайна.

Но ако бъде валидирана като тъмна галактика, FAST J0139+4328 ще има някои много интересни неща, които да ни разкаже за Вселената около нас.

„Това е първият път, когато богата на газ изолирана тъмна галактика е открита в близката Вселена“, пишат изследователите.

„В допълнение се предполага, че една галактика се формира от газ, който се охлажда и се превръща в звезди в центъра. FAST J0139+4328 има въртящ се диск от газ и е доминиран от тъмна материя, но е без звезди, което означава, че тъмната галактика може да е в най-ранния етап от формирането на галактиката.“

Снимка: Unsplash

Виж още: Астрономи уловиха радиосигнал от древна галактика на рекордно голямо разстояние