Δεκάδες νάνοι γαλαξίες που «πετάγονται» γύρω από τον γαλαξία της Ανδρομέδας, έχουν απαθανατιστεί από το τηλεσκόπιο Χαμπλ. Το τηλεσκόπιο χρειάστηκε περισσότερους από χίλιους κύκλους γύρω από τη Γη για να συγκεντρωθούν οι απαραίτητες εικόνες και να δημιουργηθεί ένα «οικογενειακό πορτρέτο» των πιο φωτεινών δορυφορικών γαλαξιών της Ανδρομέδας.
Οι 36 νάνοι γαλαξίες που έχουν αποκαλυφθεί είναι ποικιλόμορφοι στις ιδιότητές τους και πολλοί παρουσιάζουν περίεργες τροχιές που οι συμβατικές θεωρίες δεν έχουν καταφέρει έως τώρα να εξηγήσουν.
Οι λύσεις σε αυτά τα αινίγματα θα μπορούσαν να αποκαλύψουν πολλά σχετικά με το πώς σχηματίστηκε και αναπτύχθηκε ο γαλαξίας της Ανδρομέδας, ο οποίος είναι ο κοντινότερος μεγάλος σπειροειδής γαλαξίας στον δικό μας Γαλαξία (Milky Way), σε απόσταση περίπου 2,5 εκατομμυρίων ετών φωτός.
«Ανακαλύπτουμε ότι υπάρχει πολλή ποικιλομορφία που χρειάζεται να εξηγηθεί στο σύστημα δορυφόρων της Ανδρομέδας», δήλωσε ο Ντάνιελ Βάις από το Πανεπιστήμιο της Καλιφόρνια, Μπέρκλεϊ.
«Ο τρόπος με τον οποίο συγχωνεύονται τα πράγματα είναι πολύ σημαντικός για την κατανόηση της ιστορίας αυτού του γαλαξία».
Μοντέλα σχηματισμού γαλαξιών
Η έννοια των νάνων γαλαξιών που περιφέρονται γύρω από μεγαλύτερους γαλαξίες αναμένονταν από τα μοντέλα σχηματισμού γαλαξιών βασισμένα στο «κανονικό μοντέλο» κοσμολογίας, το οποίο απεικονίζει ένα σύμπαν γεμάτο με αυτό που γνωρίζουμε ως «ψυχρή σκοτεινή ύλη».
Σύμφωνα με αυτό το σενάριο, οι γαλαξίες συγκεντρώνονται μέσα σε δομές σκοτεινής ύλης, η βαρυτική επιρροή της οποίας σφίγγει μικρές συσσωρεύσεις κανονικής ύλης – γνωστές και ως νάνοι γαλαξίες- και τις συγχωνεύει.
Αυτή η διαδικασία αποκαλείται ιεραρχικός σχηματισμός. Οι δορυφορικοί γαλαξίες που βλέπουμε σήμερα είναι τα υπολείμματα αυτής της κατασκευαστικής φάσης, που πραγματοποιήθηκε στο πρώιμο σύμπαν, πριν από περισσότερα από 13 δισεκατομμύρια χρόνια.
Έτσι, η οικογένεια των νάνοι γαλαξιών που «βομβαρδίζουν» έναν μεγαλύτερο γαλαξία, όπως η Ανδρομέδα, μπορεί να μας αποκαλύψει πολλά για την ιστορία σχηματισμού του μεγαλύτερου γαλαξία.
Παρατηρήσεις του τηλεσκοπίου Χαμπλ
Αυτή η νέα εικόνα του τηλεσκοπίου Χαμπλ αντιπροσωπεύει μόλις το μισό ενός σχεδιασμένου έργου για να μελετήσει τις κινήσεις των νάνων γαλαξιών της Ανδρομέδας.
Σε πέντε χρόνια, το Χαμπλ ή το τηλεσκόπιο James Webb θα συγκεντρώσουν περισσότερα δεδομένα για να παραγάγουν μια άλλη εικόνα όπως αυτή.
Συγκρίνοντας τις δύο εικόνες, οι αστρονόμοι θα μπορούν να δουν πώς έχουν κινηθεί οι νάνοι γαλαξίες. Με αυτόν τον τρόπο, θα μπορέσουν να «γυρίσουν το χρόνο πίσω» και να κατανοήσουν από πού προήλθαν αυτοί οι γαλαξίες πριν από δισεκατομμύρια χρόνια και πώς αυτό επηρέασε τη σχέση τους με την Ανδρομέδα.
Τα μυστικά των νάνων γαλαξιών
Ορισμένοι από τους νάνους γαλαξίες της Ανδρομέδας είναι ιδιαίτερα αινιγματικοί. Οι νάνοι γαλαξίες γύρω από τον γαλαξία μας, για παράδειγμα, είτε σταμάτησαν να σχηματίζουν αστέρια πριν από δισεκατομμύρια χρόνια, είτε άρχισαν να τα σχηματίζουν ξανά πρόσφατα αφού εισήλθαν στη «σφαίρα επιρροής» του γαλαξίας μας, όπου οι βαρυτικές παλίρροιες αναστάτωσαν θύλακες αερίου για να επανεκκινήσουν τη διαδικασία γέννησης αστέρων.
Ωστόσο, φαίνεται ότι κάποιοι από τους νάνους γαλαξίες της Ανδρομέδας δε σταμάτησαν ποτέ να σχηματίζουν αστέρια, συνεχίζοντας να το κάνουν με αργό ρυθμό καθ’ όλη τη διάρκεια του κοσμικού χρόνου.
«Η γέννηση αστέρων συνεχίστηκε πολύ αργά, κάτι που δε θα περιμέναμε για αυτούς τους νάνους γαλαξίες», δήλωσε ο Αλεσάντρο Σαβίνο από το Πανεπιστήμιο της Καλιφόρνια, Μπέρκλεϊ, ο οποίος ηγήθηκε της μελέτης για τους δορυφόρους της Ανδρομέδας.
«Αυτό δεν εμφανίζεται σε υπολογιστικές προσομοιώσεις. Κανείς δεν ξέρει πώς να το ερμηνεύσει μέχρι στιγμής». Ένα στοιχείο έρχεται από το πόσο κοντά βρίσκονται αυτοί οι νάνοι γαλαξίες στην «μητέρα» γαλαξία τους.
«Είναι μια ξεκάθαρη ένδειξη για το πώς η ανάπτυξη των μικρών γαλαξιών διαταράσσεται από την επιρροή ενός μαζικού γαλαξία όπως η Ανδρομέδα», είπε ο Σαβίνο.
Οι περίεργες τροχιές
Μια άλλη ιδιαιτερότητα θα λέγαμε είναι το πώς είναι διαταγμένες οι τροχιές μερικών από τους νάνους γαλαξίες, με τους μισούς από αυτούς να περιφέρονται γύρω από τον γαλαξία της Ανδρομέδας στο ίδιο επίπεδο και όλοι στην ίδια κατεύθυνση.
«Αυτό είναι περίεργο», είπε ο Βάις. Σύμφωνα με το κανονικό μοντέλο, οι νάνοι γαλαξίες θα έπρεπε να πλησιάζουν τον σκοτεινό θόλο ύλης – μέσα στον οποίο μεγαλώνει ένας μεγάλος γαλαξίας από όλες τις κατευθύνσεις – και επομένως να περιφέρονται γύρω του σε τυχαίες τροχιές.
Το γεγονός ότι οι γαλαξίες είναι όλοι στο ίδιο επίπεδο και κινούνται στην ίδια κατεύθυνση φαίνεται να είναι πολύ μεγάλη σύμπτωση.
«Αυτό ήταν πραγματικά μια πλήρης έκπληξη το να βρεθούν οι δορυφόροι σε αυτή τη διαμόρφωση και εξακολουθούμε να μην καταλαβαίνουμε πλήρως γιατί εμφανίζονται έτσι», είπε ο Βάις.
Εναλλακτικές θεωρίες
Αν και το κανονικό μοντέλο σχηματισμού γαλαξιών με τη συμμετοχή σκοτεινών θόλων ύλης δυσκολεύεται να εξηγήσει γιατί οι μισοί από τους νάνους δορυφόρους της Ανδρομέδας βρίσκονται σε αυτό το επίπεδο, το φαινόμενο είναι στην πραγματικότητα πρόβλεψη μιας εναλλακτικής θεωρίας της βαρύτητας, της «Τροποποιημένης Νευτώνιας Δυναμικής» ή MOND, που επιδιώκει να αντικαταστήσει τη σκοτεινή ύλη προσαρμόζοντας τους νόμους της βαρύτητας σε χαμηλές επιταχύνσεις.
Στο σενάριο MOND, οι γαλαξίες της Γαλαξίας και της Ανδρομέδας θα είχαν βιώσει μια κοντινή συνάντηση μεταξύ τους πριν από περίπου 8 δισεκατομμύρια χρόνια. Η εγγύτητα του γαλαξία της Ανδρομέδας προς τον γαλαξία μας θα είχε οδηγήσει σε αποκοπή υλικών από τον γαλαξία μας για να θέσει τους υπόλοιπους γαλαξίες, δηλαδή της Ανδρομέδας και τους νάνους σε τροχιά, λίγο όπως ένα φεγγάρι που σχηματίζεται γύρω από έναν πλανήτη.
Ωστόσο, μια άλλη ομάδα αστρονόμων έχει αμφισβητήσει την πιθανότητα αυτήν προηγουμένως, λέγοντας ότι το επίπεδο είναι απλώς μια τυχαία ευθυγράμμιση. Μολαταύτα, οι νέες παρατηρήσεις του Χαμπλ μπορεί να υποδηλώνουν το αντίθετο.
Έτσι, ενώ είναι ακόμα πιθανό να βρεθεί μια λύση κάτω από το παραδοσιακό μοντέλο, η επιβεβαίωση ότι αυτό το επίπεδο των δορυφορικών γαλαξιών υπάρχει θα θεωρηθεί σημαντική νίκη στα μάτια των θεμελιωτών του MOND.
Τα νέα ευρήματα δημοσιεύθηκαν στις 28 Ιανουαρίου στο «The Astrophysical Journal».