W odległości miliardów lat świetlnych od Ziemi udało się zarejestrować obiekt o masie około miliona Słońc – i to bez emitowania choćby fotonu światła. Nie jest to czarna dziura, nie jest to też klasyczna galaktyka. To coś, co zdradziło swoją obecność wyłącznie przez subtelne zakrzywienie światła, efekt znany jako soczewkowanie grawitacyjne.
Brzmi jak science fiction? A jednak to twarda astrofizyka. Obiekt został wykryty dzięki globalnej sieci radioteleskopów, które razem stworzyły coś w rodzaju super-oka o rozdzielczości pozwalającej dostrzec minimalne zniekształcenia w obrazie odległej galaktyki. To właśnie te mikroskopijne odchylenia w świetle zdradziły obecność czegoś masywnego, ale kompletnie niewidocznego.
Dlaczego to takie ważne
Ciemna materia to temat, który od dekad spędza sen z powiek fizykom. Wiemy, iż istnieje – bo bez niej galaktyki nie trzymałyby się w całości – ale nie mamy pojęcia, czym adekwatnie jest. Odkrycie tak małego, a jednocześnie masywnego obiektu (milion mas Słońca to w kosmicznej skali wciąż drobiazg) może być przełomem. To bowiem najmniejszy obiekt tego typu kiedykolwiek wykryty na tak dużym dystansie.
To też jest ciekawe:
- Ludzkie bakterie przetrwały kosmos. Jelita gotowe do lotu na Marsa
- Najważniejsze polskie centrum astronomiczne bez kasy. Absurd to mało powiedziane
- Bezos uderzy Muska w czuły punkt. Nowy etap wojny miliarderów o orbitę
Czarny pierścień i kropka w centrum obrazują obraz w podczerwieni odległej galaktyki zniekształcony przez soczewkę grawitacyjną. Pomarańczowy przedstawia fale radiowe pochodzące z tego samego obiektu. Powiększenie obok przedstawia zwężenie spowodowane przez inną, znacznie mniejszą, ciemną soczewkę grawitacyjną (biała plamka)Jeśli okaże się, iż to rzeczywiście skupisko ciemnej materii, będzie to mocny argument za tzw. modelem zimnej ciemnej materii (ΛCDM), który zakłada, iż Wszechświat jest pełen takich niewidocznych grudek. A jeżeli nie? Wtedy być może mamy do czynienia z ultrakompaktową, wygasłą galaktyką karłowatą. Tak czy inaczej – naukowcy dostali do rąk obiekt, który może potwierdzić lub obalić jedną z fundamentalnych teorii kosmologii.
Jak to wykryto – czyli magia soczewkowania
Wyobraźcie sobie krzywe zwierciadło w wesołym miasteczku. Patrząc w nie widzicie swoje odbicie zniekształcone, czasem z dodatkowym wgnieceniem w jednym miejscu. Dokładnie tak działa soczewkowanie grawitacyjne – masa obiektu zakrzywia czasoprzestrzeń, a tym samym tor światła. Astronomowie zauważyli, iż w obrazie odległej galaktyki pojawiło się takie właśnie wgniecenie.
Do obserwacji użyto m.in. Green Bank Telescope w Stanach Zjednoczonych, sieci VLBA na Hawajach oraz europejskiego systemu EVN. Razem stworzyły one interferometr o rozdzielczości pozwalającej dostrzec szczegóły w niezwykłej skali. To tak, jakby z Warszawy zobaczyć monetę leżącą w Berlinie – i jeszcze zauważyć, iż jest lekko wygięta.
Choć obiekt jest kompletnie niewidoczny to jego odkrycie otwiera drzwi do całej nowej gałęzi badań. jeżeli uda się znaleźć więcej takich obiektów to będzie można porównać ich liczbę i rozkład z teoretycznymi przewidywaniami.
Następne kroki to obserwacje w innych pasmach – od podczerwieni po fale radiowe – aby sprawdzić, czy obiekt emituje choćby minimalne promieniowanie. jeżeli nie, szala przechyli się w stronę ciemnej materii. jeżeli tak, być może odkryliśmy nowy typ galaktyki karłowatej.
Tak czy inaczej to odkrycie pokazuje, iż Wszechświat wciąż potrafi nas zaskoczyć. I iż choćby w czasach teleskopów kosmicznych i superkomputerów wciąż jesteśmy jak dzieci zaglądające przez dziurkę od klucza do ogromnego, nieznanego pokoju. A za tą dziurką właśnie mignęło coś, co może być największą zagadką kosmologii XXI wieku.
