A csillagászok szerint megtalálták az eddigi legjobb jelöltet egy „sötét galaxisra” – egy olyan rendszerre, amely szinte teljes egészében sötét anyagból áll, abból a rejtélyes anyagból, amelynek gravitációja a feltételezések szerint összetartja a galaxisokat. A kutatók a Hubble-űrtávcső képarchívumában szokatlan gömbhalmazokok után kutattak, és ennek során találtak egy szorosan összetartó négyes csoportot, amelyet nyilvánvalóan erős gravitációs mező fog össze. A csoportot azonban csak diffúz fény veszi körül, csupán néhány csillagé, ahelyett, hogy egy galaxis milliárdnyi ragyogó csillaga fénylene. A csapat becslése szerint az objektum, amelyet 2-es számú sötétgalaxis-jelöltnek (CDG-2) neveznek, több mint 99,9%-ban sötét anyagból áll.
Ha ez beigazolódik, a rendszer létezése alátámasztaná, amit az alacsony fényességű galaxisok kialakulásáról gondolnak a szakértők: a sötét anyag csomói gravitációjukkal gázt vonzanak magukhoz, amely elég sűrű felhőket alkot ahhoz, hogy csillagképződés induljon el, de ez a folyamat korán leáll, így hatalmas galaxisok jönnek létre, amelyekben sokkal kevesebb csillag van, mint egy tipikus galaxisban, például a Tejútrendszerben. Ezeket a halvány galaxisokat, amelyekről már mintegy 40 éve tudunk, az elmúlt évtizedben egyre nagyobb számban fedezték fel, köszönhetően az érzékeny chilei Dark Energy Camera és az új-mexikói Dragonfly Telephoto Array műszereknek.
A halvány galaxisok jellegzetes jegyei a gömbhalmazok, amelyek több tízezer vagy akár több millió csillagból álló, gömb alakú csoportosulások. A szakértők úgy gondolják, hogy ezek a galaxisok első csillaggyárai, amelyek az ősi sötétanyag-csomókban születtek. „Ezek nagyon jó nyomjelzők a galaxis sötétanyag-tartalmára nézve” – mondja Dayi Li, a Torontói Egyetem statisztikusa.
A gömbhalmazok által jelzett halvány galaxisok gyakran galaxishalmazokban találhatók, több száz vagy ezer galaxisból álló óriási csoportokban, amelyeket a gravitáció tart össze. A galaxishalmazok turbulens helyek, ahol a galaxisok egymásnak ütköznek, felkavarják és felmelegítik a köztük lévő gázt. Egy elmélet szerint a kevés csillaggal rendelkező galaxisok fejlődése akkor áll le, amikor ebben a kozmikus káoszban a többi galaxis elszívja tőlük a csillagképző hidrogéngázt.
Az ilyen rendszerek felfedezése arra késztette a csillagászokat, hogy elgondolkodjanak, mik a határok. Létezhet a galaxisoknak olyan osztálya, amelyek annyira halványak, hogy nincsenek bennük különálló csillagok, és csak gömbhalmazok? Miközben a galaxis többi része csak sötét anyagból áll?
Li és kollégái elhatározták, hogy megkeresik ezeket a sötét galaxisokat, és ehhez a Perseus-halmazról – egy több ezer galaxisból álló csoportról, amely körülbelül 240 millió fényévre van a Földtől – készült Hubble-felvételeket vizsgáltak szokatlan gömbhalmaz-csoportok után kutatva. 2022-ben arról számoltak be, hogy találtak egy négy gömbhalmazból álló csoportot, amelynek a környékén nincs más sugárzás, és ezt a rendszert CDG-1-nek nevezték el. A Hubble-teleszkóppal végzett további megfigyelések és egy másik űrteleszkóp, az európai Euclid archívumának átkutatása azonban nem hozott további eredményt.
Li és társai azóta frissítették statisztikai modelljüket, és újra átnézték a Perseus-archívumot. És ahogy arról az Astrophysical Journal Letters című folyóiratban nemrégiben beszámoltak, így találtak egy újabb négy gömbhalmazból álló csoportot – a CDG-2-t. Amikor a Hubble-űrtávcső ennek helyéről készült különálló képeit egymásra helyezték, az összesített képen a négy csillaghalmaz körül nagyon halvány sugárzás látszott, és amikor az újonnan közzétett Euclid-adatokban megnézték ezt a helyet, ugyanazt a halvány fényt látták: azt a kevéske csillagot, amelyet a sötét galaxisnak sikerült kitermelnie, mielőtt elszívták tőle a gázt. A felfedezés azt mutatja, hogy ez a fajta kialakulási forgatókönyv valóban lehetséges, mondja Li.
