Някои галактики изглежда разполагат с всички необходими условия за образуване на звезди, но по неизвестни причини почти не се появяват такива.

Астрономите от години търсят обяснение на това явление, а ново откритие може да им помогне да намерят отговор. Учени са идентифицирали необичаен космически обект, който съдържа огромно количество водороден газ, но в който не са открити звезди. Ако се потвърди, че става въпрос за т.нар. „тъмна галактика“, откритието може да даде нова информация за процесите, които определят формирането на галактиките, съобщава WIRED.

Тъмните галактики са хипотетични обекти, които съдържат газ и тъмна материя, но имат изключително малко или никакви звезди. Липсата на звездна светлина ги прави особено трудни за откриване.

Новият кандидат, наречен AGC 322753, съдържа водород с маса, приблизително два милиарда пъти по-голяма от тази на Слънцето. Въпреки това астрономите не откриват видими звезди в него. Резултатите от изследването са публикувани в научното списание Monthly Notices of the Royal Astronomical Society.

Екип от Технологичния университет Суинбърн в Австралия идентифицира обекта, като сравнява данни от две радиотелескопни наблюдения, проведени с обсерваторията Аресибо в Пуерто Рико и китайския FAST, най-големия радиотелескоп с единична чиния в света.

Астрономи откриха първата звезда с необичаен зелен оттенък

И двата инструмента регистрират огромен облак от водород, а радиосигналите подсказват, че той може да се върти.

Водородът излъчва радиовълни с характерна дължина, която се променя в зависимост от движението на газа спрямо Земята. При AGC 322753 учените установяват два ясно изразени пика в сигнала. Това предполага, че едната част от облака се приближава към нас, докато другата се отдалечава. Подобно движение е характерно за въртящите се дискове на обикновените галактики.

„Теоретичните модели и симулациите показват, че тъмните галактики не би трябвало да се въртят, така че това е изключително интересно“, коментира пред WIRED Марко Моначи, един от авторите на изследването.

Ако тази хипотеза бъде потвърдена, учените ще трябва да обяснят как толкова голямо количество газ се е организирало във въртяща се структура, без да се стигне до образуването на звезди.

Търсенето на планета като Земята отбеляза мащабна крачка напред след ново астрономическо откритие

Защо наличието на толкова много газ е необичайно?

Съвременните модели за формиране на галактиките предполагат, че облак с подобно количество водород би трябвало да е произвел поне известно количество звезди.

Обикновено газът се натрупва под въздействието на гравитацията, охлажда се и постепенно се свива. Когато достигне достатъчна плътност, започва процесът на звездообразуване.

При AGC 322753 обаче той изглежда е бил силно ограничен или изобщо не е протекъл. Изследователите допускат, че обектът все пак може да съдържа звезди, чиято светлина е прекалено слаба, за да бъде регистрирана с наличните инструменти. В такъв случай той би попаднал в категорията на „почти тъмните“ галактики.

Дори подробните оптични изображения от проекта DESI Legacy Imaging Surveys не показват следи от звездна светлина.

На тази основа учените изчисляват, че масата на водорода в AGC 322753 е поне 40 пъти по-голяма от общата маса на звездите, които евентуално се намират там.

Това поставя въпроса какво е попречило на газа да се превърне в звезди.

Въпреки необичайните характеристики на обекта астрономите подчертават, че все още е рано той да бъде определен като тъмна галактика.

Робърт Минчин от Националната радиоастрономическа обсерватория на САЩ припомня подобен случай от началото на века.

Тогава VIRGOHI21 първоначално е определен като възможна тъмна галактика, но последващи изследвания показват, че вероятно представлява дълга структура от водороден газ, откъснат от друга галактика вследствие на гравитационно взаимодействие.

Подобни газови структури могат да запазят част от първоначалното си движение и да създадат впечатление за въртене. В близост до AGC 322753 обаче няма очевиден източник, от който водородът би могъл да произхожда.

Астрономът Рис Тейлър от Астрономическия институт на Чешката академия на науките също смята, че подобно обяснение е малко вероятно.

Съществува и друга неяснота. Двете радиотелескопни наблюдения определят различни позиции на водорода в небето. Това допуска възможността обектът да представлява обширен газов облак, а не компактна галактика.

За да установят действителната му структура, учените ще се нуждаят от допълнителни данни, включително от радиотелескопната система Very Large Array в Ню Мексико.

Учени създадоха най-малкия Голям взрив в историята, за да изследват началото на Вселената

Какво може да разкрие откритието за Вселената?

Значението на AGC 322753 надхвърля изследването на един необичаен космически обект.

Най-широко използваният космологичен модел, известен като Lambda-CDM, се основава на съществуването на тъмна енергия и студена тъмна материя.

Според него тъмната материя, която представлява около 85% от цялата материя във Вселената, образува структури, наречени халота. Тяхното гравитационно привличане позволява натрупването на газ, от който при подходящи условия се формират звезди и галактики.

Моделът обаче предвижда повече малки структури от тъмна материя, отколкото са наблюдаваните галактики. Едно от възможните обяснения е, че част от тях съдържат газ, но почти нямат звезди, поради което остават трудно откриваеми.

Изследователите разглеждат няколко механизма, които биха могли да възпрепятстват звездообразуването. Единият е прекалено бързото въртене на галактиката, което не позволява на газа да достигне необходимата плътност. Другият е свързан с ултравиолетовото излъчване на първите звезди във Вселената, което може да е нагряло газа и да е затруднило охлаждането му.

Според Елизабет Адамс от Института за планетарни науки изучаването на подобни обекти е важно, независимо дали се окажат напълно лишени от звезди.

„Когато един обект престане да бъде смятан за тъмна галактика, хората сякаш губят интерес към него, а според мен това не е правилният подход“, посочва тя пред WIRED.

Ако бъде потвърдено, че AGC 322753 е галактика без звезди, тя ще бъде сред най-масивните известни представители на този тип обекти.

Дори да се окаже, че съдържа малък брой слабо светещи звезди, изучаването ѝ може да помогне на астрономите да разберат защо в някои галактики протича активно звездообразуване, докато други остават почти невидими. Резултатите биха могли да послужат и за проверка на съществуващите модели за развитието на Вселената.