Επιστήμονες της NASA και της ESA εντόπισαν για πρώτη φορά ένα εντελώς νέο είδος αστρονομικού αντικειμένου: ένα «σκοτεινό» νέφος πλούσιο σε αέριο, χωρίς άστρα, που κυριαρχείται από σκοτεινή ύλη. Το αντικείμενο, με την ανεπίσημη ονομασία «Cloud-9», θεωρείται ένα «κοσμικό απολίθωμα» από τις πρώτες φάσεις σχηματισμού γαλαξιών στο πρώιμο Σύμπαν.
Επιστημονικά, το αντικείμενο ταξινομείται ως Reionization-Limited H I Cloud (RELHIC). Ο όρος H I αναφέρεται στο ουδέτερο υδρογόνο, ενώ το ακρωνύμιο RELHIC περιγράφει ένα πρωτογενές νέφος υδρογόνου από τις απαρχές του Σύμπαντος, ένα πραγματικό απολίθωμα (relic) που δεν κατάφερε ποτέ να σχηματίσει άστρα.
Για δεκαετίες, οι επιστήμονες αναζητούσαν παρατηρησιακές αποδείξεις για την ύπαρξη αυτών των θεωρητικών αντικειμένων. Μόνο όταν το διαστημικό τηλεσκόπιο Hubble στράφηκε προς το συγκεκριμένο νέφος και επιβεβαίωσε ότι είναι πράγματι εντελώς άνευ άστρων, κατέστη δυνατή η οριστική επιβεβαίωση της θεωρίας.
Η ανακάλυψη αυτή αποτελεί κλειδί για την κατανόηση του πρώιμου Σύμπαντος, του ρόλου της σκοτεινής ύλης και των μηχανισμών σχηματισμού των γαλαξιών.
Τα αντικείμενα RELHIC θεωρείται ότι είναι νέφη σκοτεινής ύλης που δεν κατάφεραν να συγκεντρώσουν αρκετό αέριο ώστε να ξεκινήσει ο σχηματισμός άστρων. Αποτελούν ένα μοναδικό «παράθυρο» στα πρώιμα στάδια της γαλαξιακής εξέλιξης, ενώ το Cloud-9 υποδηλώνει την ύπαρξη πολλών μικρών δομών στο Σύμπαν, κυριαρχούμενων από σκοτεινή ύλη, ουσιαστικά «αποτυχημένων» γαλαξιών.
Σε αντίθεση με άλλα νέφη υδρογόνου που έχουν μελετηθεί επί δεκαετίες κοντά στον Γαλαξία μας και είναι συνήθως μεγαλύτερα και ακανόνιστα, το Cloud-9 είναι μικρότερο, πιο συμπαγές και σχεδόν τέλεια σφαιρικό, γεγονός που το καθιστά ιδιαίτερα ξεχωριστό.
Ο πυρήνας του αντικειμένου αποτελείται από ουδέτερο υδρογόνο και έχει διάμετρο περίπου 4.900 έτη φωτός. Η μάζα του αερίου υδρογόνου αντιστοιχεί σε περίπου ένα εκατομμύριο ηλιακές μάζες. Ωστόσο, αν η πίεση του αερίου εξισορροπεί τη βαρυτική έλξη του νέφους σκοτεινής ύλης, όπως φαίνεται να συμβαίνει, τότε το Cloud-9 πρέπει να κυριαρχείται σε συντριπτικό βαθμό από σκοτεινή ύλη, με συνολική μάζα περίπου 5 δισεκατομμύρια ηλιακές μάζες.
Το Cloud-9 αποτελεί χαρακτηριστικό παράδειγμα δομών που δεν σχετίζονται με άστρα. Η αποκλειστική μελέτη των άστρων δεν αποκαλύπτει ολόκληρη την εικόνα του Σύμπαντος: η διερεύνηση του αερίου και της σκοτεινής ύλης προσφέρει μια πιο ολοκληρωμένη κατανόηση διεργασιών που διαφορετικά θα παρέμεναν αόρατες.
Παρατηρησιακά, ο εντοπισμός αυτών των «αποτυχημένων» γαλαξιών είναι ιδιαίτερα δύσκολος, καθώς επισκιάζονται από φωτεινότερα γειτονικά αντικείμενα. Επιπλέον, είναι ευάλωτοι σε περιβαλλοντικές διεργασίες, όπως η απογύμνωση λόγω δυναμικής πίεσης (ram-pressure stripping), η οποία μπορεί να αφαιρέσει το αέριο καθώς το νέφος κινείται στον διαγαλαξιακό χώρο, μειώνοντας περαιτέρω τον αριθμό τους.
Το άνευ άστρων απολίθωμα ανακαλύφθηκε πριν από τρία χρόνια στο πλαίσιο ραδιοαστρονομικής έρευνας με το τηλεσκόπιο FAST (Five-hundred-meter Aperture Spherical Telescope) στο Γκουιτζόου της Κίνας και επιβεβαιώθηκε αργότερα από το τηλεσκόπιο Green Bank και το Very Large Array στις Ηνωμένες Πολιτείες. Ωστόσο, μόνο με το Hubble κατέστη δυνατή η οριστική επιβεβαίωση της απουσίας άστρων.
Το Cloud-9 ήταν το ένατο νέφος αερίου που εντοπίστηκε στα εξωτερικά όρια του κοντινού σπειροειδούς γαλαξία Μεσιέ 94 (M94). Βρίσκεται σε μικρή απόσταση από τον γαλαξία και φαίνεται να συνδέεται φυσικά με αυτόν, ενώ ραδιοπαρατηρήσεις υψηλής ανάλυσης δείχνουν ήπιες παραμορφώσεις στο αέριο, πιθανώς ενδείξεις αλληλεπίδρασης μεταξύ του νέφους και του γαλαξία.
Το νέφος ενδέχεται να σχηματίσει γαλαξία στο μέλλον, εφόσον αποκτήσει μεγαλύτερη μάζα, αν και ο μηχανισμός παραμένει αντικείμενο εικασιών. Αν ήταν σημαντικά μεγαλύτερο, θα είχε ήδη καταρρεύσει και σχηματίσει άστρα, ενώ αν ήταν μικρότερο, το αέριο θα είχε διασκορπιστεί και ιονιστεί. Βρίσκεται όμως σε μια λεπτή ισορροπία, που του επιτρέπει να παραμένει ως RELHIC.
Η πλήρης απουσία άστρων προσφέρει ένα μοναδικό παράθυρο στις εγγενείς ιδιότητες των νεφών σκοτεινής ύλης. Η σπανιότητα τέτοιων αντικειμένων, σε συνδυασμό με μελλοντικές έρευνες, αναμένεται να οδηγήσει στην ανακάλυψη περισσότερων «αποτυχημένων γαλαξιών», προσφέροντας πολύτιμες πληροφορίες για το πρώιμο Σύμπαν και τη φυσική της σκοτεινής ύλης.
Τα αποτελέσματα δημοσιεύτηκαν στο περιοδικό The Astrophysical Journal Letters και παρουσιάστηκαν κατά την 247η συνάντηση της Αμερικανικής Αστρονομικής Εταιρείας.
https://esahubble.org/news/heic2601
https://science.nasa.gov/missions/hubble/nasas-hubble-examines-cloud-9-first-of-new-type-of-object/
Ο Όμιλος Φίλων Αστρονομίας στα μέσα κοινωνικής δικτύωσης: facebook, instagram, x, tiktok, youtube