Láthatatlan tömeg a törpegalaxisokban

Jelentős mennyiségű, eddig nem észlelt gázanyagot azonosítottak néhány olyan törpegalaxisban, amelyek egy nagyobb csillagvárosból lökődtek ki.

A kistömegű törpegalaxisokat keletkezésük alapján két nagy csoportra oszthatjuk: az elsődlegesen is csekély tömeggel létrejött objektumokra, valamint a később született törpegalaxisokra, amelyek nagyobb csillagvárosok szétesésével, illetve azokból kiszakadva keletkeztek.

Nagy kérdés, hogy a második csoportba tartozó, egykor spirális galaxisokból kiszakadt "töredékekben" mekkora a látható és a láthatatlan tömeg aránya. A spirális galaxisok ütközésekor a kirepülő látványos anyagcsomók ugyanis elsősorban a korongból származnak. Itt sok gáz és csillag található - míg a láthatatlan tömeg egy gömbszimmetrikus térrészben, az úgynevezett halóban oszlik el, és sokkal kevesebb jut belőle a kirepülő anyagba. Mindezek alapján a csillagokban és a gázanyagban gazdag, kilökött felhők, illetve a belőlük képződött galaxisok láthatatlan tömegben viszonylag szegények lesznek.

A 200 millió fényév távolságban lévő NGC 5291 jelű, szokatlan kinézetű spirális galaxist és annak környezetét a VLA rádióteleszkóp-rendszerrel tanulmányozták. A csillagváros kb. 360 millió évvel ezelőtt egy társával találkozott, és ennek során sok csillag és gázanyag lökődött ki az objektumból - ezek egy része törpegalaxisok formájában él tovább. Utóbbi anyagcsomókban a GALEX műhold ultraibolya és a Spitzer-űrteleszkóp infravörös megfigyelései alapján aktív csillagkeletkezés zajlik.

Számítógépes szimuláció az ütközés eseményeiről. A t a találkozás pillanatától eltelt időt jelzi millió években. A kirepült, gyűrű alakzatot alkotó felhőben álltak össze a most megfigyelt törpegalaxisok (P-A Duc, CEA-CNRS/NRAO/AUI/NSF/NASA)

Az NGC 5291-ből kilökődött három törpegalaxisban lévő égitestek jellemző keringési sebességeit Frederic Biournaud (CEA, CNRS) és munkatársai a hidrogénatom 1420 Hz frekvenciájú sugárzása alapján térképezték fel. Az eredmények a törpegalaxisok tömegének megbecsléséhez nyújtottak segítséget. Kiderült, hogy a megfigyelhető anyag tömegénél 2-3-szor több anyag található bennük láthatatlan formában.

Kompozitkép a rádió-, az optikai és az ultraibolya tartományban rögzített felvételekből az NGC 5291-ről és a kölcsönhatás által kidobott gyűrűről, valamint az abban kialakult anyagcsomókról. A kék szín a hidrogénatom rádiósugárzását, a fehér az optikai, a vörös pedig az ultraibolya emissziót mutatja (P-A Duc, CEA-CNRS/NRAO/AUI/NSF/NASA)

Általánosan fogalmazva, a láthatatlan tömeg kisebb részét ún. barionikus, azaz "normál" anyag alkotja - ugyanaz, ami például a Tisztelt Olvasót. Ennek egy része hideg csillagközi gáz, amit nehéz észrevenni. A láthatatlan tömeg nagyobb részét pedig ma még ismeretlen, egzotikus részecskék teszik ki. A számítógépes modellek alapján a kilökött törpegalaxisokban inkább normál, de nehezen észrevehető anyag alkotja a láthatatlan tömeget. Ez feltehetőleg nagy mennyiségű, hideg csillagközi gáz, amelyből idővel talán szintén csillagok keletkeznek.

Kereszturi Ákos