Astronomowie odkryli tajemniczy ciemny obiekt. Nie pasuje do żadnej klasy

W ubiegłym roku astronomowie zaobserwowali potężne zakłócenie grawitacyjne wynikające z obecności nieznanej struktury. Zakłócenie odkryto w tzw. układzie soczewkowania grawitacyjnego o sygnaturze JVAS B1938+666. Obiekt jest teraz pod intensywną obserwacją astronomów.

Soczewkowanie grawitacyjne a ogólna teoria względności

Przypomnijmy: soczewkowanie grawitacyjne jest zjawiskiem przewidzianym przez ogólną teorię względności opublikowaną przez Alberta Einsteina w 1915 roku. Zjawisko to zachodzi, gdy światło z obiektu znajdującego się w tle przechodzi przez obszar zakrzywienia czasoprzestrzennego wywołanego przez masywny obiekt na pierwszym planie. Soczewka grawitacyjna sprawia, że prosta linia światła staje się zakrzywiona. Zjawisko to pozwala nie tylko zobaczyć odległe obiekty, ale także ocenić, jak rozłożona jest masa samym układzie soczewkującym.

Opisywana soczewka grawitacyjna JVAS B1938+666 składa się z masywnych ciał znajdujących się w odległościach od 6,5 do 11 miliardów lat świetlnych oraz z opisywanej tajemniczej ciemnej struktury, będącej najodleglejszym elementem. Aby dowiedzieć się więcej o soczewce, astronomowie spróbowali odtworzyć rozkład masy w tym obiekcie, ustalając tak zwany „profil gęstości”.

Czarna dziura, czy ciemna materia?

– Próba rozróżnienia składników masy tak odległego, niskomasywnego obiektu za pomocą soczewkowania grawitacyjnego była niezwykle trudna, ale jednocześnie niesamowicie ekscytująca – napisała w oświadczeniu kierująca zespołem specjalistka ds. soczewkowania grawitacyjnego z Max Planck Institute for Astrophysics w Niemczech, dr Simona Vegetti.

– Za każdym razem, gdy myślałam, że już w pełni zrozumieliśmy ten fascynujący układ, pojawiała się kolejna niespodzianka. Właśnie ta kombinacja trudności oraz tajemniczości sprawia, że ten obiekt jest tak fascynujący – dodała badaczka.

Prowadzona przez dr Vegetti grupa porównała dane zebrane przez szereg teleskopów, w tym przez Green Bank Telescope, z różnymi modelami ciemnej materii. Okazało się, że żaden z tych modeli nie potrafi wyjaśnić charakteru tajemniczego obiektu.

– Wiemy, że obiekt jest szczególnie gęsty w centrum, ale jednocześnie rozciąga się na ogromną odległość. Innymi słowy masa nie jest rozłożona jednorodnie. To tak, jakby w centrum znajdował się niezwykle zwarty obiekt, ale profil gęstości dalej rozciągał się na odległości znacznie większe niż te, które typowo obserwujemy w galaktykach lub układach gwiezdnych o porównywalnej masie – powiedział dr Davide Massari z włoskiego Narodowego Instytutu Astrofizyki.

Karzeł mniejszy niż wszystkie?

Dotychczasowe badania tej tajemniczej struktury opierały się na teleskopach radiowych. Jednak, aby rozwikłać zagadkę, konieczne będą potężne możliwości prowadzenia obserwacji w podczerwieni Kosmicznego Teleskopu Jamesa Webba (JWST).

– Gdyby udało się nam zaobserwować jakiś rodzaj emisji światła w zakresie widzialnym lub podczerwonym, moglibyśmy uznać, że struktura ta jest np. nieco anomalną ultrakompaktową galaktyką karłowatą z nietypowo rozległą otoczką gwiazdową. Jeśli jednak nawet JWST nie dostrzeże żadnego światła gwiazd ani innej widzialnej materii, oznaczałoby to, że mamy do czynienia z obiektem, którego własności trudno wyjaśnić przy użyciu obecnych modeli ciemnej materii – podsumowała dr Cristiana Spingola z Narodowego Instytutu Astrofizyki.

Źródło: Nature Astronomy

Nasza autorka

Ewelina Zambrzycka-Kościelnicka
Dziennikarka i redaktorka zajmująca się tematyką popularnonaukową. Pisze przede wszystkim o eksploracji kosmosu, astronomii i historii. Związana z Centrum Badań Kosmicznych PAN oraz magazynami portali Gazeta.pl i Wp.pl. Ambasadorka Śląskiego Festiwalu Nauki. Współautorka książek „Człowiek istota kosmiczna”, „Kosmiczne wyzwania” i „Odważ się robić wielkie rzeczy”.