Astronomové se pokusili vyřešit problém „chybějících trpasličích galaxií“ („Missing Dwarf Galaxy“). Použili 10m dalekohled na W. M. Keck Observatory (Havaj), aby studovali populaci nejtemnějších a nejméně hmotných známých galaxií, které obsahují 99 % temné hmoty. Pozorování naznačují, že problém „chybějících trpasličích galaxií“ není tak hrozný, jak se dříve myslelo a možná že tato záhada již byla zcela vyřešena. „Zdá se, že velmi malé a slabé galaxie jsou daleko početnější, než jsme si mysleli,“ řekla Marla Geha (Plaskett Institute of Astrophysics, Kanada). „Pokud byste se mne zeptali minulý rok, jestli galaxie tak malé a tak temné existují, musela bych říci ne. Jsem překvapena, kolik malinkých galaxií s převahou temné hmoty, je nyní objevováno.“

 

 

Záhada chybějících trpasličích galaxií vychází z prognózy modelu „chladné temné hmoty“ („Cold Dark Matter“), který vysvětluje růst a vývoj vesmíru. Podle toho by velké galaxie jako Mléčná dráha měly být obklopeny „hejnem“ až několika set menších galaxií, známých jako „trpasličí galaxie“. Donedávna bylo známo jenom 11 takových společníků Mléčné dráhy. Teoretici, aby vysvětli tuto velkou nesrovnalost, navrhují, že sice v blízkosti Mléčné dráhy skutečně existují stovky trpasličích galaxií, ale ty většinou obsahují jen velmi málo hvězd, pokud vůbec nějaké. Je-li tomu tak, galaxie by byly složené výlučně jen z temné hmoty - tajemného typu látky, která má gravitační účinky na obyčejné atomy, ale která neprodukuje žádné světlo. Ale dokázat existenci velkého počtu téměř „neviditelných“ galaxií bylo problematické, až dosud.

 

Josh Simon (California Institute Technology) a Marla Geha použili 10m dalekohled Keck II se spektrografem DEIMOS k pozorování 8 nových trpasličích galaxií, poprvé objevených při digitální prohlídce oblohy SDSS (Sloanem Digital Sky Survey). Byla vypočítána přesná celková hmotnost každé galaxie; a největším překvapením je, že jsou až 10 000krát menší než Mléčná dráha. Tím se každá galaxie dostala mezi nejmenší, vůbec kdy měřené, systémy.

 

 

„Je velmi důležité dobře porozumět formování takových malých galaxií,“ řekl Simon. „Vysvětlit, jak se tvoří hvězdy uvnitř těchto pozoruhodně malinkých galaxií, je obtížné. Stejně obtížné je předpovědět přesný počet takových trpaslíků, které bychom měli najít v blízkosti Mléčné dráhy. Naše práce zmenšuje propast mezi teorií chladné temné hmoty a významně narůstajícím počtem pozorovaných trpasličích galaxií u Mléčné dráhy. Také se dozvídáme více o vlastnostech těchto galaxií. Dnes již víme, že tyto trpasličí galaxie mohou být dokonce menší, než jsme si kdy mysleli.“

 

Početná, opakovaná měření 814 hvězd v osmi trpasličích galaxiích, prováděná havajskou observatoří ukázala, že hvězdy v těchto „trpasličích systémech“ se pohybují mnohem pomaleji než hvězdy v jiných známých galaxiích (asi 4 až 7 km/s). Pro srovnání - Slunce obíhá kolem středu Mléčné dráhy rychlostí asi 220 km/s. Celkem astronomové změřili přesnou rychlost u 18 až 214 hvězd v každé galaxii, tj. přibližně 3krát více než v kterékoliv z předchozích studií.

 

„Je to důležitá studie,“ řekl Taft Armandroff, ředitel W. M. Keck Observatory, který se studiem trpasličích galaxií rovněž zabývá. „Je to přesvědčivý příklad toho, jak velké pozemní dalekohledy mohou přesně měřit oběžnou rychlost vzdálených hvězd s přesností jen několika km/s. Předpokládám, že DEIMOS nám zanedlouho řekne více i o chemickém složení těchto hvězd, abychom lépe pochopili, jak probíhá hvězdné formování v takových malých galaxiích.“

 

Některé parametry „chladné temné hmoty“ mohou pomoci porovnat teorii s pozorováními. Simon a Geha jsou přesvědčení, že intenzivní ultrafialové záření prvních hvězd, které se tvořily jen několik set miliónů let po Velkém třesku, možná odfouklo všechen vodíkový plyn ven z trpasličích galaxií, které se v té době formovaly. Ztráta plynu pak bránila galaxiím vytvořit další nové hvězdy, proto se galaxie staly velmi slabými nebo v mnoha případech zcela temnými. Když tento předpoklad zahrneme do teoretických modelů, počty očekávaných a pozorovaných trpasličích galaxií se začnou shodovat.

 

„Jedním z našich výsledků je předpoklad existence až několika set úplně temných galaxií, které by se měly nacházet ve vesmírném sousedství Mléčné dráhy,“ řekla Geha. „Pokud jsou modely chladné temné hmoty správné, musí tam být. Výzvou pro astronomy nyní je, jejich přítomnost doložit.“

Protože Sloan Digital Sky Survey pokrývá jen asi 25 % oblohy, očekává se, že budoucí průzkumy zbytku oblohy objeví až 50 „temných hmot“, které jsou hlavní složkou galaxií, obíhajících v blízkosti Mléčné dráhy. Dalekohledy pro jeden takový průzkum (Pan – STARRS) jsou nyní ve stadiu výstavby na Maui.

 

Článek s bližšími podrobnostmi bude zveřejněn pod názvem „Kinematics of the Ultra-Faint Milky Way Satellites: Solving the Missing Satellite Problem“, dne 10. listopadu v Astrophysical Journal.

Zdroj: Astronomy