Niewidzialny kolos w głębinach kosmosu
Dane zebrane przez badaczy wskazują, że odkryty obiekt posiada masę sięgającą miliona mas Słońca. Znajduje się nieprawdopodobnie daleko, bo około 10 miliardów lat świetlnych od Ziemi. Oznacza to, że obserwujemy go w stanie sprzed miliardów lat, gdy wszechświat był znacznie młodszy niż obecnie. Co ciekawe, to najmniejszy obiekt tej kategorii jaki udało się zidentyfikować na tak ogromnym dystansie. Różnica w skali jest naprawdę znacząca: jest około sto razy mniejszy od poprzednio odkrytych struktur, co świadczy o niezwykłym postępie w metodach obserwacyjnych. Devon Powell z Instytutu Astrofizyki Maxa Plancka przyznaje, iż poszukiwania takich obiektów stanowią niemałe wyzwanie:
Poszukiwanie ciemnych obiektów, które zdają się nie emitować żadnego światła, jest oczywiście wyzwaniem. Ponieważ nie możemy ich zobaczyć bezpośrednio, zamiast tego używamy bardzo odległych galaktyk jako podświetlenia, aby szukać ich grawitacyjnych odcisków
Czytaj też: Obiekt 3I/ATLAS niesie wiadomość z innego układu. Niebywałe odkrycie astronomów
Do identyfikacji by nie doszło, gdyby nie zjawisko soczewkowania grawitacyjnego, przewidziane dawno temu przez Einsteina. Masywne obiekty zakrzywiają przestrzeń wokół siebie, działając jak gigantyczne soczewki powiększające i zniekształcające światło z bardziej odległych źródeł.
Z pierwszego obrazu o wysokiej rozdzielczości natychmiast zaobserwowaliśmy zwężenie w łuku grawitacyjnym, co jest sygnałem, że coś odkryliśmy. Tylko inna mała grudka masy między nami a odległą radiogalaktyją mogła to spowodować – wyjaśnia John McKean, University of Groningen
Nowa jakość w obserwacjach astronomicznych
Aby dostrzec tak subtelne efekty, naukowcy połączyli moce kilku najpotężniejszych obserwatoriów radiowych na świecie. Dzięki synergii Green Bank Telescope, Very Long Baseline Array i European Very Long Baseline Interferometric Network powstał wirtualny teleskop o niespotykanej dotąd rozdzielczości. Uzyskany poziom szczegółowości pozwoliłby teoretycznie dostrzec drobną monetę na powierzchni Księżyca. Przetworzenie tak ogromnych zbiorów danych wymagało stworzenia specjalnych algorytmów. Simona Vegetti z zespołu badawczego zaznacza skalę trudności:
Dane są tak duże i złożone, że musieliśmy opracować nowe numeryczne podejścia do ich modelowania. Nie było to proste, ponieważ nigdy wcześniej tego nie robiono. Spodziewamy się, że każda galaktyka, w tym Droga Mleczna, jest wypełniona grudkami ciemnej materii
Obliczenia były na tyle skomplikowane, iż wymagały użycia superkomputerów. Tradycyjne metody okazały się całkowicie niewystarczające.
Co to właściwie jest?
Odkrycie potwierdza przewidywania standardowego modelu kosmologicznego zwanego modelem Lambda-CDM, choć nie wszystko idealnie się zgadza. Profil gęstości obiektu jest bardziej skoncentrowany niż wynikałoby to z teoretycznych założeń dotyczących skupisk ciemnej materii.
Biorąc pod uwagę czułość naszych danych, spodziewaliśmy się znaleźć co najmniej jeden ciemny obiekt, więc nasze odkrycie jest zgodne z tak zwaną teorią zimnej ciemnej materii, na której opiera się duża część naszego rozumienia tego, jak powstają galaktyki – dodaje Powell
Czytaj też: Kosmiczna anomalia temperaturowa podważa standardowy model kosmologii
Naukowcy wykluczyli już kilka możliwości – to na pewno nie czarna dziura o pośredniej masie ani gromada kulista. Pozostają dwie główne hipotezy: halo ciemnej materii zbudowane z hipotetycznych cząstek bądź ultrakompaktowa galaktyka karłowata o niezwykle wysokiej gęstości. Niewidzialny obiekt stanowi ważny element układanki, lecz wciąż brakuje wielu innych. Dopiero gdy zbierzemy więcej przykładów, będziemy mogli z większą pewnością mówić o charakterze ciemnej materii, która – według szacunków – stanowi około 27% całego wszechświata.