Astronomii ar fi putut descoperi un tip de obiect astronomic necunoscut până acum, supranumit „Cloud-9”, care ar putea oferi indicii importante despre materia întunecată, una dintre cele mai mari enigme ale universului, conform CNN.
Materia întunecată este o substanță misterioasă care modelează structura cosmosului. Deși nu a fost observată direct niciodată, se crede că reprezintă aproximativ 85% din totalul materiei din univers și poate fi detectată prin efectele sale gravitaționale.
Potrivit unui nou studiu publicat luni în revista The Astrophysical Journal Letters, Cloud-9 este considerat un nor de materie întunecată care ar putea reprezenta o rămășiță a procesului de formare a galaxiilor din primele etape ale universului.
„Acest nor este o fereastră către Universul întunecat”, a declarat într-un comunicat Andrew Fox, coautor al studiului și astronom la Space Telescope Science Institute din Baltimore.
„Știm din teorie că cea mai mare parte a masei din Univers este așteptată să fie materie întunecată, însă acest material este dificil de detectat deoarece nu emite lumină. Cloud-9 ne oferă o privire rară asupra unui nor dominat de materie întunecată”, a adăugat Fox, care este afiliat și Agenției Spațiale Europene (ESA), precum și Asociației Universităților pentru Cercetare în Astronomie (AURA).
Conform teoriilor existente, materia întunecată a apărut în urma Big Bangului, evenimentul care a dus la formarea universului în urmă cu 13,8 miliarde de ani, și a dat naștere unor nori cosmici care nu au acumulat suficient gaz pentru a forma stele.
Observații recente realizate cu Telescopul Spațial Hubble au arătat că Cloud-9 nu conține stele. „Aceasta este povestea unei galaxii ratate”, a spus Alejandro Benitez-Llambay, coautor al studiului, astrofizician și profesor asistent la Departamentul de Fizică al Universității Milano-Bicocca din Italia. „În știință, de multe ori învățăm mai mult din eșecuri decât din succese. În acest caz, lipsa stelelor este ceea ce confirmă teoria. Ne spune că am descoperit în Universul local un element primordial de construcție al unei galaxii care nu s-a format.”
Observațiile viitoare ale norului, precum și descoperirea altor obiecte similare cu Cloud-9, ar putea contribui la o mai bună înțelegere a materiei întunecate, a formării și evoluției galaxiilor și a primelor etape ale universului.
Căutarea obiectelor 'fantomă'
Spre deosebire de stelele strălucitoare sau galaxiile populate de stele, galaxiile eșuate sunt întunecate, ceea ce le face dificil de identificat.
La prima vedere, Cloud-9 ar fi putut fi confundat cu o galaxie pitică slab luminată sau cu o galaxie mică alcătuită din aproximativ 1.000 până la câteva miliarde de stele, au precizat cercetătorii. Astfel de galaxii sunt mici în comparație cu Calea Lactee, care conține sute de miliarde de stele.
Cloud-9 a fost descoperit inițial în urmă cu trei ani, în timpul unui studiu al gazului de hidrogen din apropierea galaxiei Messier 94, realizat cu telescopul FAST (Five-hundred-meter Aperture Spherical Telescope) din provincia Guizhou, China. Pentru observații suplimentare au fost utilizate telescopul Green Bank și observatorul Very Large Array, iar cele mai recente date obținute cu Hubble au confirmat faptul că această „galaxie eșuată” nu conține stele.
„Teoriile formării galaxiilor au prezis existența unui prag minim de materie întunecată necesar pentru a declanșa formarea stelelor și a transforma un nor întunecat într-o galaxie luminoasă”, a explicat Fox. „Cloud-9 este un exemplu de obiect aflat chiar sub acest prag, fără nicio stea.”
Obiectul a primit acest nume deoarece este al nouălea nor de gaz descoperit la periferia galaxiei spiralate Messier 94. Ușoare distorsiuni ale gazului sugerează posibile interacțiuni între nor și galaxie. Deși astronomii au mai observat nori de hidrogen, Cloud-9 se remarcă prin forma sa compactă și sferică, spre deosebire de alți nori cu structuri neregulate.
Cu toate acestea, Cloud-9 nu este deloc mic. Nucleul său, compus din hidrogen neutru, are un diametru de aproximativ 4.900 de ani-lumină. Un an-lumină reprezintă distanța parcursă de lumină într-un an, adică aproximativ 9,46 trilioane de kilometri. Cantitatea de hidrogen din nor este de circa un milion de ori masa Soarelui, iar astronomii estimează că restul norului este alcătuit din aproximativ 5 miliarde de mase solare de materie întunecată.
„Trebuie să existe o cantitate enormă de gravitație ‘invizibilă’ care să îl țină laolaltă”, a declarat Rachel Beaton, coautoare a studiului și astronom asistent la Space Telescope Science Institute. „Hidrogenul neutru pe care îl observăm nu oferă suficientă masă; trebuie să existe un halou de materie întunecată care să asigure suportul gravitațional”, acționând ca un schelet invizibil pentru nor.
În prezent, Cloud-9 se află într-un echilibru delicat, a mai precizat Beaton. „Are suficientă masă pentru a-și reține gazul, dar nu suficientă pentru a forța acest gaz să formeze stele. Această raritate explică de ce nu am descoperit multe astfel de obiecte în Universul local – majoritatea halourilor fie își pierd complet gazul, fie devin galaxii propriu-zise.”
Adevărata natură a lui Cloud-9
Echipa de cercetare subliniază că Cloud-9 ar putea totuși să se transforme într-o galaxie. Dacă obiectul va acumula mai multă masă, gazul din interiorul norului s-ar putea prăbuși și fragmenta, ducând la formarea stelelor și transformând Cloud-9 într-o galaxie formată târziu.
„Cealaltă posibilitate este ca norul să piardă masă, lucru care s-ar putea întâmpla dacă se apropie de Messier 94, iar gazul său este smuls, asemenea unui nor într-un tunel de vânt, până când norul încetează să mai existe”, a explicat Fox.
Observațiile viitoare, cu rezoluție înaltă, ar putea oferi o imagine mai clară a nucleului lui Cloud-9 – un adevărat „Sfânt Graal” pentru cercetători – care ar putea dezvălui câtă materie întunecată se află în centrul obiectului.
„Putem exclude anumite candidate pentru materia întunecată – un pas major în restrângerea posibilităților privind natura particulei de materie întunecată, folosind date astrofizice”, a spus Beaton.
Totuși, nu toți specialiștii sunt convinși. Astrofizicianul Jacco van Loon, profesor asociat și director al Observatorului Keele din Marea Britanie, a atras atenția că explicații mai banale nu pot fi excluse. El a menționat că un alt nor de hidrogen analizat în studiu, FAST J0139+4328, s-a dovedit recent a fi o galaxie extrem de slab luminoasă.
„Masa stelară descoperită în FAST J0139+4328 este de zece ori mai mare decât se credea posibil, așa că este plauzibil ca în norul lor, care conține de aproape o sută de ori mai puțin hidrogen, să existe o galaxie și mai slabă, imposibil de detectat chiar și cu Telescopul Spațial Hubble”, a scris van Loon într-un e-mail. „Se poate specula, dar pentru a susține că un nor de gaz optic întunecat este o relicvă de materie întunecată sunt necesare dovezi mai puternice și fără echivoc.”
Deși nu a fost implicat în studiu, van Loon a contactat echipa de cercetare și și-a exprimat rezervele atunci când a aflat despre rezultate, fiind menționat ulterior în secțiunea de mulțumiri a lucrării.
Între timp, cercetătorii continuă să caute obiecte similare pentru a stabili dacă Cloud-9 este un caz izolat sau parte a unei populații mai largi de relicve cosmice. Cele mai recente observații realizate cu Hubble adaugă o piesă importantă la puzzle-ul acestui obiect fascinant, a declarat Kristine Spekkens, profesoară de astronomie, astrofizică și relativitate la Queen’s University din Canada, care a studiat anterior Cloud-9 folosind telescopul Green Bank.
„Studii suplimentare ale acestui gaz lipsit de stele, inclusiv ale formei sale neobișnuite, ne vor ajuta să deslușim dacă este vorba despre o galaxie fără stele sau despre un nor izolat”, a spus Spekkens. „Indiferent de natura sa, Cloud-9 este un exemplu extraordinar al viitorului promițător al acestui domeniu de cercetare, care îi ajută pe oameni de știință să descifreze misterele universului.”
Comentează