Ett brittiskt ledat team av astronomer har upptäckt ett föremål som verkar vara en osynlig galax tillverkad nästan helt av mörk materia - den första någonsin upptäckts. En mörk galax är ett område i universum som innehåller en stor mängd massa som roterar som en galax, men innehåller inga stjärnor. Utan några stjärnor att ge ljus kunde det bara hittas med radioteleskop. Det sågs först med University of Manchester's Lovell Telescope i Cheshire, och observationen bekräftades med Arecibo-teleskopet i Puerto Rico. Det okända materialet som tros hålla dessa galaxer tillsammans kallas 'mörk materia', men forskare vet fortfarande väldigt lite om vad det är.
Dr. Jon Davies, ett av teamet av astronomer från Cardiff University, säger; ”Universum har alla typer av hemligheter som fortfarande kan avslöjas för oss, men det visar att vi börjar förstå hur vi ska titta på det på rätt sätt. Det är en riktigt spännande upptäckt! ”
När astronomer observerar det synliga universum är det som att titta på den mörkaste natten från ett väl upplyst rum. Det är lätt att se gatuljus, bilstrålkastare och andra väl upplysta rum, men inte träden, häckarna och bergen eftersom de inte avger något ljus. Vi lever på en planet nära en stjärna, så som astronomer är vårt observerande 'rum' alltid väl upplyst. Detta kan göra det svårt att hitta de mörka, dolda föremålen.
Det internationella teamet från Storbritannien, Frankrike, Italien och Australien har letat efter mörka galaxer med inte synligt ljus utan radiovågor. De har studerat distributionen av väteatomer över hela universum. Vätgas avger strålning som kan upptäckas vid radiovåglängder. I Virgo-kluster av galaxer, cirka 50 miljoner ljusår bort, hittade de en massa väteatomer hundra miljoner gånger solens massa.
Dr Robert Minchin från Cardiff University är en av de brittiska astronomerna som upptäckte den mystiska galaxen, med namnet VIRGOHI21. Han förklarar, ”Från den hastighet det snurrar insåg vi att VIRGOHI21 var tusen gånger massivare än vad som kunde redovisas av de observerade väteatomerna ensam. Om det var en vanlig galax, borde den vara ganska ljus och skulle vara synlig med ett bra amatörsteleskop. "
Liknande föremål som tidigare har upptäckts har sedan dess visat sig innehålla stjärnor när de studerades med högdrivna optiska teleskoper. Andra har visat sig vara resterna av två galaxer som kolliderar. Men när forskarna studerade området i fråga med hjälp av Isaac Newton-teleskopet i La Palma, fann de inga synliga spår av några stjärnor och inga närliggande galaxer som skulle föreslå en kollision. Astronomerna tog först observationer av det mörka objektet tillbaka 2000 och det har tagit nästan fem år att utesluta alla andra möjliga förklaringar. VIRGOHI21 verkar vara den första mörka galaxen som någonsin upptäckts.
Professor Andrew Lyne, direktör för Jodrell Bank Observatory, sade att "han var mycket nöjd med att ansträngningarna från ingenjörer vid observatoriet och Cardiffuniversitetet för att bygga det mottagarsystem för flera strålar som använts för dessa observationer hade visat sig vara så fruktbart." Han berömde de som var involverade i den mycket komplexa datareduktion som krävs för att analysera uppgifterna och sa att "denna spännande upptäckt visar att radioteleskop fortfarande har en mycket viktig roll i att hjälpa till att förstå universumet där vi lever."
Professor Mike Disney, en av medlemmarna i teamet sa: "Som Sherlock Holmes berömt sa:" När du har eliminerat det omöjliga måste allting kvar - hur osannolikt det än är - vara sanningen ".
Astronomer har mätat hur stjärnor och galaxer rör sig i många år. Dessa mätningar indikerar att det måste finnas mycket mer materia i universum än vad som kan redovisas av det synliga ljuset vi ser. Denna "mörka materia" rymmer fortfarande många mysterier för astronomer - är den väl blandad bland stjärnorna, eller är den skild från stjärnorna? Ett annat pussel är att de nuvarande idéerna om hur galaxer bildas förutsäger att det borde finnas många fler galaxer i universum än som är synliga för oss. Så dessa två idéer - mörk materia och bristen på galaxer - har fått vissa astronomer att förutsäga att det måste finnas osynliga 'mörka' galaxer dolda i universum.
Att hitta en mörk materia-galax är ett viktigt genombrott eftersom, enligt kosmologiska modeller, är mörk materia fem gånger rikligare än den vanliga (baryoniska) materien som utgör allt vi kan se och beröra.
Närvaron av mörk materia i universum kan härledas genom att titta på galaxernas rotation och mäta hur snabbt deras synliga komponenter rör sig. Mängden materia i en galax dikterar gravitationskraften som behövs för att hålla den samman. Astronomer har sett galaxer där materialet rör sig så snabbt att de ska flyga isär - eftersom de inte gör det måste det finnas en starkare gravitationskraft som verkar än som kan redovisas för att använda synligt material. Detta har fått astronomer att tro att det finns mer osynlig materia - massan av denna "mörka materia" kan beräknas utifrån gravitationskraften som måste agera för att hålla galaxen tillsammans.
Mörka galaxer tros bildas när materialets täthet i en galax är för låg för att skapa förutsättningar för stjärnbildning. Observationerna av VIRGOHI21 kan ha andra förklaringar, men de överensstämmer med att väte finns i en platt skiva av roterande material - vilket är vad man ser i vanliga spiralgalaxier.
Det Cardiff-ledda teamet hoppas kunna fortsätta sina unika observationer för att undersöka den dolda omfattningen av universum som vi lever i.
Originalkälla: Jodrell Bank News Release
