(Timp citire: 3 - 4 minute)


NGC 1052-DF2

Descoperirea recentă a unei galaxii cu dimensiuni asemănătoare cu a noastră, care nu conţine materie întunecată, i-a uimit pe astronomi, care erau convinşi că toate galaxiile conţin această bizară formă de materie alcătuită din particule încă necunoscute. Galaxia DF2 pune semne de întrebare asupra modalităţii în care se formează galaxiile. Pe cât pare de bizar, existenţa ei întăreşte convingerea astronomilor că... materia întunecată există.


Până la ora actuală se credea că toate galaxiile – cel puţin cele cu dimensiuni importante – conţin o cantitate de materie întunecată mult mai mare decât cantitatea de materie obişnuită.

Materia cunoscută este compusă din stele, planete, praf şi gaz interstelar, care însă nu reuşeşte să explice viteza de rotaţie a stelelor din periferia galaxiilor, care depinde de atracţia gravitaţională exercitată de materia din galaxie. Această viteză este mult mai mare decât ar trebui să fie dacă doar materia cunoscută ar fi responsabilă de atracţia gravitaţională. Aşa a fost introdusă în fizică ideea de materie întunecată – cea responsabilă de atracţia gravitaţională „în plus”.

Galaxia noastră are de exemplu o cantitate de materie întunecată de circa 30 de ori mai mare decât materia cunoscută. La nivelul întregului univers se crede că materia întunecată este de circa cinci ori mai multă decât materia pe care o cunoaştem. Nu toţi sunt însă convinşi de existenţa acestei materii şi susţin că soluţia ar fi modificarea legilor de atracţie gravitaţională la distanţe mari (aşa-numitele teorii MOND –  Modified Newtonian Dynamics).

În acest context recenta descoperire a unei galaxii, NGC 1052-DF2 (pe scurt DF2) cu ajutorul telescopului Dragonfly Telescope Array, care a constituit obiectul unui articol publicat în revista Nature, este surprinzătoare. Această galaxie, care are o dimensiune apropiată de galaxia noastră, conţine de circa 200 de ori mai puţine stele şi nu conţine, se pare, materie întunecată.

Astronomii au măsurat viteza de rotaţie a zece grupuri de stele din această galaxie, ajungând la concluzia că aceasta corespunde atracţiei gravitaţionale exercitate de materia vizibilă – nefiind deci nevoie de „materie în plus” (adică de materie întunecată).

Este pentru prima dată când o galaxie de acest gen a fost descoperită şi pune multe semne de întrebare oamenilor de ştiinţă. Cum se formează o galaxie? Până recent se considera că la început ia naştere un fel de schelet al galaxiei format din materie întunecată; în jurul acestuia se construieşte ulterior partea vizibilă a galaxiei (stele, planete). Iată însă că se pare că nu este nevoie de materie întunecată pentru ca o galaxie să ia naştere. O altă ipoteză ar fi că materia întunecată ar fi existat în această galaxie, însă, din cauza unor ciocniri violente de natură cosmică, aceasta ar fi fost îndepărtată din galaxie.

Cea mai interesantă şi bizară consecinţă a acestei descoperiri însă este faptul că în loc să infirme existenţa materiei întunecată, se pare că această galaxie întăreşte dovezile conform cărora această bizară formă  de materie, nedetectată până în prezent de instrumentele noastră, există în cantităţi importante în univers.

Cum este posibil una ca asta? Pentru calculul vitezelor de rotaţie a grupurilor de stele din DF2 studiate de astronomi aceştia au folosit formulele lui Newton, demonstrând că acestea sunt deci valabile şi la distanţe enorme, precum cele dintr-o galaxie. Rezultă că atunci când viteza de rotaţie a stelelor din galaxii asemănătoare Căii Lactee ne spune că materia din galaxie nu este suficientă pe baza formulelor lui Newton, putem să avem încredere în acest rezultat. Este deci nevoie de o materie suplimentară, compusă probabil din particule, a căror masa este necunoscută. Diverse modele ale fizicii particulelor elementare prevăd existenţa particulelor cu masa extrem de mică sau, dimpotrivă, mare – nedescoperite încă, care ar alcătui misterioasa materie întunecată.

În prezent astronomii intenţionează să studieze mai multe galaxii precum DF2, care conţin deci puţine stele, tocmai pentru a înţelege mai bine dacă şi acestea nu conţin materie întunecată sau, dimpotrivă, DF2 este o excepţie bizară.