Ciemna materia, czyli tajemnicza materia nieemitująca i nieodbijająca promieniowania elektromagnetycznego, znana za sprawą wywieranych przez nią efektów grawitacyjnych, uważana jest za kluczowy element w procesie powstawania galaktyk. Przyciąga ona do siebie atomy gazów, które z czasem te galaktyki tworzą. To, czy jakaś galaktyka zawiera ciemną materię, można stwierdzić na podstawie tego, jak wiruje. Ciemna materia sprawia, że galaktyka wiruje szybciej niż w przypadku, gdyby galaktyka składała się tylko z tej materii, którą widzimy.
Jak się jednak okazuje, istnieją galaktyki, które wydają się nie posiadać ciemnej materii. Teraz odkryto aż 19 kolejnych takich galaktyk. To najdłuższa lista obiektów wolnych od ciemnej materii, jaką dotychczas ujrzał świat. Mowa o galaktykach karłowatych, czyli takich, które są mniejsze od Drogi Mlecznej i zawierają zazwyczaj od miliona do kilku miliardów gwiazd.
19 nowych galaktyk, w których brakuje ciemnej materii, zidentyfikowano z pomocą metody polegającej na pomiarze ruchu atomów wodoru w odległych galaktykach, obrazowanego na tak zwanej „krzywej rotacji H1”. Pomiar ten ma pokazywać, czy chmury gazu w danej galaktyce krążą wokół centrum galaktyki tak, jak gdyby nie były pod wpływem ciemnej materii. Warto wspomnieć, że dzięki tej samej metodzie odkryto wcześniej co nieco innych galaktyk nie zawierających ciemnej materii.
Wspomniana metoda zdaniem naukowców ma być dużo dokładniejsza niż ta, z pomocą której swego czasu odkryto nie dysponującą ciemną materią galaktykę NGC 1052–DF2. Przykład tej galaktyki, o którym świat dowiedział się w marcu 2018 roku, był jednym z najdonioślejszych w swojej kategorii. Wielu badaczy kwestionowało jednak rezultaty otrzymane przez autorów odkrycia – zespół, któremu przewodził Pieter van Dokkum, astrofizyk z Uniwersytetu Yale’a.
„Te krzywe rotacji H1 są dokładniejsze [niż metoda zastosowana przez zespół van Dokkuma].”, powiedział Till Sawala, astrofizyk z Uniwersytetu w Helsinkach.
Mimo że metoda wykorzystana do odkrycia omawianych 19 nowych galaktyk uważana jest za metodę lepszą, nie oznacza to, że nie ma ona żadnych wad. Jak dodał Sawala, w obejmujących ją pomiarach istnieją pewne „systematyczne niepewności”, które jeszcze należy rozwiązać. Obliczenia może zepsuć chociażby nieprawidłowo zmierzony kąt galaktyki macierzystej względem Ziemi. Poza tym, takie wydarzenia jak wybuchy supernowych mogą przyspieszyć rotację gazu w normalnej galaktyce, sprawiając wrażenie, że w takiej galaktyce nie ma ciemnej materii. Tak czy siak, wszyscy eksperci (w tym autorzy pracy opisującej 19 nowo odkrytych galaktyk) jednogłośnie twierdzą, że potrzeba dalszych badań, aby móc potwierdzić, że pewne galaktyki nie posiadają ciemnej materii.
Jeżeli rzeczywiście okaże się, że wszystkie galaktyki, które wydają się nie posiadać ciemnej materii, rzeczywiście jej nie posiadają, astrofizycy będą mieli poważny orzech do zgryzienia. Wówczas trzeba będzie bowiem ponownie przemyśleć wszelkie teorie opisujące to, w jaki sposób powstał i ewoluował Wszechświat. Obecnie, to jak Wszechświat się ukształtował i jak się zachowuje, wyjaśnia się głównie z pomocą modelu Lambda-CDM, zgodnie z którym dwa główne składniki Wszechświata to stała kosmologiczna czyli ciemna energia oraz zimna ciemna materia. Jak powiedział Swala, Lambda-CDM nie wyjaśnia, jak omówione galaktyki mogły powstać bez udziału ciemnej materii.
Źródło: Nature