A sötét galaxisok eredete

Újabb eredmények szerint számos törpegalaxisból fejlődése elején sok gázanyag távozott el, ezért nem keletkezhetnek bennük csillagok - így ma alig észlelhető objektumokként léteznek.

A sötét galaxisoknak is nevezett objektumok csillagokban rendkívül szegény galaxisok, és a törpe elliptikus galaxisok közé tartoznak. Míg egy átlagos törpe csillagváros néhány milliárd csillagot tartalmaz, ezek sötét "megfelelőiben" csak néhány millió égitest árválkodik. Csillagközi anyagot szinte alig tartalmaznak, így új égitestek is csak elvétve keletkeznek bennük. Anyaguknak legnagyobb részét láthatatlan tömeg alkotja. Olyan gyenge a sugárzásuk, hogy eddig csak közvetlen közelünkben, a Lokális Halmazban akadtunk a nyomukra.

Stelios Kazantzidis (Stanford University, KIPAC) és kollégái új elgondolással álltak elő a furcsa galaxisok keletkezését illetően. Szuperszámítógépekkel modellezték az objektumok fejlődését, melynek során a kérdéses csillagvárosok kis tömegű, átlagos objektumokként kezdték életüket. Sok más szimulációval ellentétben itt nemcsak a láthatatlan anyag és a látható tömeg gravitációs kölcsönhatását vették számításba, hanem a csillagközi gáz viselkedésére is figyelmet fordítottak. Mint kiderült, a normál gáz felforrósodása kulcsszerepet játszhat ezeknek az objektumok a fejlődésében.

Amikor egy ilyen törpe csillagváros egy nála lényegesen nagyobbal lép kölcsönhatásba, az ütközés mentén keletkező lökéshullámoktól felforrósodik a gáz, amelynek jelentős része ettől el is távozik. Mindehhez egyéb "galaxispusztító" folyamatokat is hozzávettek a modellben: ilyenek a gravitációs kölcsönhatások, amelyek keretében az árapályerők is sok anyagot lökhetnek ki az intergalaktikus térbe. Utóbbi inkább a kisebb tömegű galaxis számára jár kedvezőtlen következménnyel. Közel 10 milliárd évvel ezelőtt, illetve még korábban, a Világegyetemet kitöltő kozmikus háttérsugárzás intenzívebb, magasabb hőmérsékletű volt. Kis mértékben ez is hozzájárulhatott a folyamathoz, tovább fűtve egy ilyen galaxis gázanyagát.

A fenti folyamatok során a nagyobb galaxisok közelében mozgó kisebb elliptikus csillagvárosok sok anyagot veszítettek. A lökéshullámoktól felmelegedő gázt a nagyobb tömegű objektumok maguk körül tudták tartani - azonban a kisebb galaxisok gyengébb gravitációs terük miatt sokat veszítettek a gázból. Felforrósodni és emiatt elszökni csak a látható gázanyag volt képes - a láthatatlan tömegből ezért sokkal több maradt az ilyen törpegalaxisokban. Mivel gázban elszegényedtek, később nem tudott bennük sok égitest kialakulni, így rendkívül halványak lettek.

A fenti elgondolás arra is magyarázatot ad, hogy a nagyobb csillagvárosok (pl. Tejútrendszer, Androméda-galaxis) körül miért találunk kevesebb törpe kísérő galaxist, mint amire a láthatatlan tömeg fejlődését tárgyaló modellek utalnak. Bár sok ilyen törpegalaxis lehet a közelben, a korábban vázoltak szerint a látható anyaguk nagyobb részét elveszítették, így ma már alig vehetők észre.

Kereszturi Ákos