W ciągu ostatnich dekad odkryto dziesiątki nowych galaktyk satelitarnych krążących wokół Drogi Mlecznej. Jednocześnie obserwowano coś nieoczekiwanego – zamiast rozpraszać się równomiernie w przestrzeni, galaktyki satelitarne wydawały się ułożone wzdłuż cienkiej warstwy, mniej więcej w tej samej płaszczyźnie, co Droga Mleczna. Niektórzy astronomowie uważali, że jest to wynik błędnych obserwacji, jednak kolejne badania zdawały się potwierdzać ten fakt. Galaktyki satelitarne faktycznie są położone w jednej płaszczyźnie z Drogą Mleczną i większość z nich okrąża ją w tym samym kierunku. Już wiemy, z czego to wynika.
Czytaj też: Webb z nowym rekordem. Oto najdalsze galaktyki, jakie udało się nam zobaczyć
Zespół uczonych z Durham University i Uniwersytetu Helsińskiego wykazał, że płaszczyzna galaktyk satelitarnych jest kosmologicznym ewenementem – z czasem zmieni się on w taki sam sposób, jak dzieje się to z konstelacjami gwiazd. Szczegóły opublikowano w czasopiśmie Nature Astronomy.
Galaktyki satelitarne jednak właściwie ułożone
Galaktyki satelitarne Drogi Mlecznej są ułożone w niezwykle cienkiej płaszczyźnie i krążą spójnie z nią. Nie znamy żadnego procesu fizycznego, który odpowiadałby za takie rozłożenie galaktyk w przestrzeni. Badacze twierdzą, że zgodnie z obowiązującymi modelami kosmologicznymi, powinny być one ułożone mniej więcej równolegle, w bańce, której granice wyznacza ciemna materia.
Od 50 lat astronomowie starali się odtworzyć obserwowany stan rzeczy za pomocą symulacji superkomputerów. Niestety, żaden z zaproponowanych modeli ewolucji Wszechświata – od Wielkiego Wybuchu do chwili obecnej – nie dał satysfakcjonującego wyniku. Niektórzy nawet zaczęli wątpić w istnienie zimnej ciemnej materii, która powinna determinować formowanie się galaktyk.
Teraz wykorzystano dane zebrane przez sondę Gaia, która dokonała pomiarów pozycji i ruchu ok. miliarda gwiazd w naszej galaktyce (ok. 1 proc. całości) oraz jej układów towarzyszących. Dzięki temu udało się stworzyć model pokazujący, jak płaszczyzny galaktyk formują się w ciągu kilkuset milionów lat (“chwila” w ujęciu astronomicznym).
Poprzednie badania oparte na symulacjach wprowadzały w błąd, nie uwzględniając odległości galaktyk satelitarnych od centrum Drogi Mlecznej, co sprawiało, że wirtualne układy galaktyk satelitarnych wydawały się znacznie bardziej okrągłe niż rzeczywiste. W symulacjach namierzono kilka wirtualnych galaktyk, które dysponują płaszczyznami galaktyk satelitarnych podobnymi do tych, które widzimy przez teleskopy. To potwierdza, że koncepcja ciemnej materii jest kamieniem węgielnym naszego rozumienia Wszechświata.
Czytaj też: Kepler-138c i Kepler-138d to wodne światy. Ale nie spodziewajcie się tam oceanów, jakie znamy z Ziemi
Prof. Carlos Frenk z Durham University mówi:
Dziwne ustawienie galaktyk satelitarnych Drogi Mlecznej na niebie wprawiało w zakłopotanie astronomów przez dziesięciolecia, do tego stopnia, że uważano, iż stanowi ono głębokie wyzwanie dla kosmologicznej ortodoksji. Ale dzięki niesamowitym danym z sondy Gaia i prawom fizyki, wiemy teraz, że płaszczyzna jest tylko przypadkowym wyrównaniem, kwestią bycia we właściwym miejscu o właściwym czasie, tak jak konstelacje gwiazd na niebie. Udało nam się usunąć jedno z głównych zaległych wyzwań dla teorii zimnej ciemnej materii. Nadal zapewnia ona niezwykle wierny opis ewolucji naszego Wszechświata.