Astronomi su otkrili još jednu zagonetnu „fantomsku“ galaksiju koja, čini se, potpuno izostavlja tamnu materiju — ključnu komponentu u nastanku i razvoju svemira prema svim važećim kosmološkim modelima.
Tamna materija, nevidljiva supstanca za koju se vjeruje da čini većinu mase svemira, služi kao gravitacijski kostur oko kojeg se galaksije formiraju. Zbog toga je otkriće galaksije koja ne sadrži tamnu materiju za nauku jednako zbunjujuće kao „sjena bez izvora svjetlosti“.
U posljednjih deset godina zabilježeno je više ovakvih neobičnih otkrića. Riječ je o takozvanim ultraraspršenim galaksijama (ultradiffuse galaxies) — galaksijama koje su veličinom slične Mliječnom putu, ali s izuzetno rijetkom populacijom zvijezda.
Najnovija u nizu ovih enigmatičnih pojava je galaksija FCC 224, smještena na rubovima jata Fornax, koje se nalazi oko 65 miliona svjetlosnih godina od Zemlje. Ova patuljasta galaksija prvi put je uočena 2024. godine i sadrži neobično bogatu kolekciju od desetak sjajnih, gusto zbijenih jata zvijezda — što je karakteristika koja se obično povezuje s većim galaksijama bogatim tamnom materijom.
Međutim, FCC 224 izgleda kao da tamnu materiju uopće ne posjeduje. Dodatno zbunjuje i činjenica da se nalazi u drugačijem kosmičkom okruženju u odnosu na ranije otkrivene galaksije s istim nedostatkom, što ukazuje da ovakve pojave možda nisu izolovane anomalije, već predstavljaju cijelu, do sada neprepoznatu, klasu patuljastih galaksija.
„Ni jedan postojeći model formiranja galaksija u okviru našeg standardnog kosmološkog okvira ne može trenutno objasniti kako je ova galaksija nastala“, izjavila je Maria Buzzo, doktorantica astrofizike na Univerzitetu Swinburne u Australiji i glavna autorica jedne od dvije nove studije.
Korištenjem podataka s Opservatorija Keck na Havajima, njen tim je pratio kretanje desetak jata zvijezda unutar FCC 224. Rezultati su pokazali da se jata kreću sporije nego što bi se očekivalo da postoji snažno gravitacijsko privlačenje — jasan pokazatelj odsustva tamne materije.
Drugi tim, koji je predvodio astronom Yimeng Tang sa Univerziteta California u Santa Cruzu, usporedio je osobine FCC 224 s drugim galaksijama koje također djeluju bez tamne materije, fokusirajući se na dvije „fantomske“ galaksije unutar grupe NGC 1052, smještene također oko 65 miliona svjetlosnih godina od Zemlje.
Tang i njegov tim predlažu da je FCC 224 mogla nastati kao rezultat sudara dviju galaksija bogatih gasom koje su se sudarile velikom brzinom. U takvom scenariju, gas se odvaja od tamne materije, a novonastale zvijezde formiraju galaksiju bez tamne materije.
Prethodna istraživanja pokazala su da su galaksije DF2 i DF4 iz grupe NGC 1052 dio lanca od sedam do jedanaest galaksija bez tamne materije, koje su nastale u istoj drevnoj kosmičkoj koliziji. FCC 224, kako se navodi, vjerovatno ima svoju „blizanku“.
Kandidat za „sestrinsku“ galaksiju je FCC 240, obližnja galaksija koja dijeli istu veličinu, oblik i orijentaciju kao FCC 224. Ako buduća posmatranja potvrde ove sličnosti, to bi moglo biti ključno za dokazivanje teorije o koliziji kao uzroku formiranja galaksije bez tamne materije.
S druge strane, naučnici ne isključuju ni mogućnost da je FCC 224 rezultat haotičnog, visokoenergetskog okruženja u kojem je intenzivno formiranje zvijezda izuzetno masivnih jata istisnulo tamnu materiju iz same galaksije.
„FCC 224 predstavlja ključnu tačku u našim naporima da identifikujemo i proučimo druge galaksije koje nedostaju tamnu materiju“, kazala je Buzzo. „Proširivanjem broja poznatih takvih galaksija, možemo bolje razumjeti ovu rijetku pojavu i razjasniti ulogu tamne materije u nastanku patuljastih galaksija.“