Skrajnie rozproszone galaktyki są niewidoczne dla teleskopów. Ale one wciąż tu są

Nie da się poznać odległego wszechświata, jeżeli nie poznamy naszego bezpośredniego otoczenia. To stwierdzenie sprawdza się zasadniczo w każdej możliwej skali. Jeżeli chcemy badać i analizować politykę innych krajów, musimy dobrze poznać świat polityki we własnym kraju. Jeżeli chcemy badać układy planetarne istniejące wokół innych gwiazd niż Słońce, musimy dobrze poznać bogactwo planet, księżyców, planetoid i komet we własnym układzie. W końcu, jeżeli chcemy badać odległe gromady galaktyk, wypadałoby najpierw poznać skład tej gromady, w której sami się znajdujemy. Jak się okazuje, w tej ostatniej kwestii mamy jeszcze sporo pracy przed sobą.
galaktyki

Galaktyka NGC 1052-DF2

Układ Słoneczny znajduje się w galaktyce zwanej Drogą Mleczną. Słońce jest zaledwie jedną z 200-400 miliardów gwiazd ją tworzących. Gdybyśmy spojrzeli na galaktykę w całości ciężko byłoby w tym gąszczu znaleźć naszą niepozorną gwiazdę. Dzięki stuleciom obserwacji nocnego nieba wiemy jedynie, że znajdujemy się w odległości około 27 000 lat świetlnych od centrum galaktyki i jakieś 20 000 lat świetlnych od jej zewnętrznej krawędzi. Cała galaktyka ma natomiast około 100 000 lat świetlnych średnicy.

Wylećmy jednak nieco ponad naszą galaktykę i przyjrzyjmy się jej sąsiadkom, bo jest ich tutaj wbrew pozorom całkiem sporo. Droga Mleczna należy do tzw. Grupy Lokalnej Galaktyk. Ta mało oryginalna nazwa określa grupę niemal siedemdziesięciu galaktyk, które związane ze sobą grawitacyjnie wspólnie przemierzają przestrzeń kosmiczną. Choć to nasze bezpośrednie otoczenie, to wcale nie jest je tak łatwo znowu badać.

Galaktyki Grupy Lokalnej – co wiemy?

Pod względem masy największą galaktyką w naszej gromadzie jest nasza galaktyka, Droga Mleczna. Skalą dorównuje jej jedynie Galaktyka Andromedy, która choć mniej masywna, jest od niej większa. Te dwie galaktyki spiralne całkowicie dominują wszelki ruch w naszej galaktyce. Co więcej, obie galaktyki się do siebie zbliżają i za kilka miliardów lat połączą się ze sobą w jedną gigantyczną Milkomedę (połączenie Drogi Mlecznej i Andromedy).

Czasami do głównych galaktyk zalicza się także Galaktykę Trójkąta, aczkolwiek jest ona od nich znacznie mniejsza i czasami uważana jest za galaktykę satelitarną Galaktyki Andromedy. Większość pozostałych galaktyk w grupie to właśnie galaktyki satelitarne Drogi Mlecznej albo Galaktyki Andromedy. Największą galaktyką satelitarną krążącą wokół naszej galaktyki jest Wielki Obłok Magellana, niewiele mniejszy od Galaktyki Trójkąta. To zresztą jedna z dwóch galaktyk satelitarnych (drugą jest Mały Obłok Magellana), które można zobaczyć na nocnym niebie gołym okiem. Pech jednak chciał, że jest ona widoczna tylko z półkuli południowej.

Nasza galaktyka posiada jednak więcej mniejszych i większych karłowatych galaktyk satelitarnych. Problem z ich dostrzeżeniem jest taki, że są one stosunkowo ciemne i ciężko je dostrzec na nocnym niebie. Co więcej, spoglądając z miejsca, w którym znajduje się Ziemia, możemy spojrzeć na galaktyki znajdujące się nad i pod dyskiem Drogi Mlecznej. W tych kierunkach znajdziemy stosunkowo mało gwiazd naszej własnej galaktyki, i mamy dość dobry widok na to co znajduje się poza nią. Istnieje jednak spora tzw. strefa wykluczenia, gdzie nie jesteśmy w stanie szukać ciemnych galaktyk karłowatych. Mowa tutaj oczywiście o płaszczyźnie naszej własnej galaktyki. Nie jesteśmy w stanie dostrzec galaktyki karłowatej przelatującej w płaszczyźnie naszej galaktyki, jeżeli między nią a nami znajduje się centrum naszej galaktyki. Miliardy gwiazd, pył i gaz międzygwiezdny blaskiem przesłaniają wszystko, co znajduje się za nimi.

Czytaj także: Odkryto nową galaktykę karłowatą. Jest wyjątkowa pod wieloma względami

Galaktyki Grupy Lokalnej – czego jeszcze nie wiemy?

W najnowszym artykule naukowym opublikowanym w periodyku The Astrophysical Journal Letters międzynarodowy zespół naukowców przedstawił wyniki symulacji astrofizycznych, które wskazują, że w naszym bezpośrednim otoczeniu międzygalaktycznym, w naszej Grupie Lokalnej może znajdować się znacznie więcej galaktyk niż wcześniej sądzono.

Wyniki symulacji HESTIA. Na czerwono zaznaczono skupiska ciemnej materii, na zielono gaz, na biało gwiazdy, a zielonymi okręgami zaznaczono lokalizację potencjalnych dwunastu skrajnie rozproszonych galaktyk. W centrum kadru Droga Mleczna i Galaktyka Andromedy. Źródło: Salvador Cardona-Barrero

Owe wciąż nieznane galaktyki miałyby należeć do rosnącej grupy skrajnie rozproszonych galaktyk (UDG, ang. ultra-diffuse galaxies). Jak sama nazwa wskazuje, są to galaktyki, w których materia barionowa (ta, z której zbudowane są gwiazdy, galaktyki i my) jest znacznie bardziej rozproszona niż w Drodze Mlecznej. Galaktyki typu UDG często mają masę rzędu miliarda mas Słońca (czyli nawet tysiąc razy mniejszą od Drogi Mlecznej), ale masa ta jednocześnie rozłożona jest w objętości porównywalnej z Drogą Mleczną. Efekt jest taki, że galaktyka taka nie posiada skupiska gwiazd, które mogłoby jasno świecić, przez co jej jasność obserwowana jest znacznie niższa.

Jak dotąd na przestrzeni lat naukowcom udało się odkryć jedynie dwie galaktyki UDG w Grupie Lokalnej. Naukowcy są jednak przekonani, że jest ich znacznie więcej, a wiedza o nich jest tak naprawdę niezbędna do zrozumienia dynamiki wszystkich elementów naszej gromady galaktyk.

Najnowsze symulacje HESTIA wskazują, że w Gromadzie Lokalnej na odkrycie czeka jeszcze dwanaście skrajnie rozproszonych galaktyk. Co ważne, część z nich powinna znajdować się w zasięgu obecnie realizowanych przeglądów nieba, takich jak chociażby Sloan Digital Sky Survey.

Warto tutaj wspomnieć, że sytuacja ta może mieć wpływ na naszą wiedzę o wszechświecie w znacznie większej skali. Obecne modele wskazują, że nawet połowa galaktyk we wszechświecie może należeć do grupy galaktyk rozciągniętych i rozproszonych. Takie galaktyki natomiast aktualnie znajdowałyby się całkowicie poza zasięgiem współczesnych teleskopów. Może się zatem okazać, że we wszechświecie materii jest znacznie więcej niż obecnie widzimy. Z tego właśnie powodu poznanie populacji galaktyk skrajnie rozproszonych w Gromadzie Lokalnej jest tak ważne. Ostateczna liczebność tej populacji wskaże nam, które modele wszechświata są najbardziej prawdopodobne. A więc, jak zawsze w astronomii, wciąż stoimy na początku drogi do poznania, a cały wszechświat (wbrew złudzeniu, że wiemy już bardzo dużo) wciąż dopiero czeka na odkrycie.

Więcej:galaktyki