Astronomowie z zespołu Michaela Keima i Pietera van Dokkuma ogłosili identyfikację trzeciej galaktyki karłowatej w polu masywnej galaktyki NGC 1052, która wydaje się niemal całkowicie pozbawiona ciemnej materii. Nowy obiekt, NGC 1052‑DF9 (w skrócie DF9), dołącza do wcześniej znanych DF2 i DF4 i wzmacnia scenariusz tzw. Bullet Dwarf – gwałtownego zderzenia galaktyk karłowatych, w którym zwykła materia zostaje wyrwana z otaczającego ją halo ciemnej materii.
Niezwykła galaktyka w polu NGC 1052
NGC 1052 to masywna galaktyka eliptyczna, wokół której znajduje się grupa słabszych, rozmytych galaktyk karłowatych. Wśród nich już kilka lat temu wyłoniły się DWIE szczególnie dziwne: skrajnie rozproszone DF2 i DF4, o rozmiarach porównywalnych z Drogą Mleczną, ale z setkami razy mniejszą liczbą gwiazd i zaskakująco niską zawartością ciemnej materii.
Nowsze analizy pokazały, że DF2, DF4 i inne słabe galaktyki w tym rejonie nie są rozmieszczone przypadkowo, lecz tworzą sznur – liniową strukturę, w której położenie na niebie silnie koreluje z prędkością radialną. To zasugerowało, że wszystkie te galaktyki powstały razem, w jednym dramatycznym wydarzeniu formowania galaktyk, a nie niezależnie.
Ciemna materia – czego się spodziewamy
W standardowym modelu kosmologicznym ΛCDM każda galaktyka zanurzona jest w rozległym halo ciemnej materii, które zawiera zwykle wielokrotnie więcej masy niż same gwiazdy. Dotyczy to w szczególności galaktyk karłowatych, które są zazwyczaj silnie zdominowane przez ciemną materię – to ona trzyma razem grawitacyjnie ich słabe gwiazdowe składniki.
Jeśli więc pomiary prędkości gwiazd czy gromad kulistych w galaktyce pokazują, że całkowita masa jest zbliżona do samej masy gwiazd, bez miejsca na masywne halo, jest to poważne wyzwanie dla typowego obrazu formowania się galaktyk. DF2 i DF4 były pierwszymi znanymi przykładami takich ekstremalnie ubogich w ciemną materię galaktyk, co wywołało intensywną debatę w środowisku.
Trzecia galaktyka niemal bez ciemnej materii
Nowa praca zespołu Keima skupia się na galaktyce NGC 1052‑DF9, która leży na tym samym sznurze co DF2 i DF4 i najbardziej je przypomina właściwościami. Astronomowie wykonali obserwacje widmowe galaktyki przy użyciu spektrografu KCWI na teleskopie Kecka, mierząc tzw. dyspersję prędkości gwiazd – rozrzut ich prędkości w galaktyce.
Okazało się, że dyspersja prędkości wynosi około 6–7 kilometrów na sekundę, co jest zgodne z wartością przewidywaną wyłącznie na podstawie masy gwiazd w DF9 (około 140 milionów mas Słońca). Gdyby DF9 miała typowe halo ciemnej materii, zgodne z relacją masa gwiazd – masa halo, dyspersja powinna wynosić około 27 kilometrów na sekundę, czyli kilka razy więcej. Innymi słowy, ruch gwiazd w DF9 da się wytłumaczyć samą materią widzialną, bez dodatkowego składnika ciemnej materii.
Bullet Dwarf – gwałtowne zderzenia galaktyk karłowatych
Skąd jednak galaktyki, które niemal nie posiadają ciemnej materii? Jedną z najbardziej obiecujących odpowiedzi jest scenariusz Bullet Dwarf, zaproponowany wcześniej m.in. dla DF2 i DF4. Zakłada on, że dwie galaktyki karłowate, bogate w gaz, zderzyły się z ogromną prędkością w pobliżu NGC 1052 – jedna z nich była najprawdopodobniej jej satelitą, druga zaś przelatywała w pobliżu na nie związanej orbicie.
W takim zderzeniu gaz i część gwiazd zachowują się inaczej niż ciemna materia: materia barionowa może zostać silnie sprężona i odrzucona, podczas gdy ciemna materia – z natury słabo oddziałująca – przelatuje w dużej mierze przez kolizję. Z odrzuconego gazu powstaje ciąg nowych, skrajnie rozproszonych galaktyk pozbawionych własnych masywnych halo, tworzących obserwowany dziś sznur w polu NGC 1052.
DF2 i DF4 były pierwszymi przykładami takich obiektów, a DF9 – leżąca dokładnie na tej samej strukturze przestrzennej i prędkościowej oraz wykazująca równie rażący brak ciemnej materii – stanowi bardzo mocny argument na rzecz tego scenariusza.
Co to znaczy dla natury ciemnej materii?
Paradoksalnie, galaktyki bez ciemnej materii nie podważają samej idei ciemnej materii – wręcz przeciwnie, umacniają ją. Skoro istnieją regiony, w których halo ciemnej materii może zostać oddzielone od gazu i gwiazd w wyniku ekstremalnych zderzeń, świadczy to o tym, że ciemna materia rzeczywiście stanowi odrębny, słabo oddziałujący składnik, a nie jest jedynie efektem modyfikacji grawitacji.
DF2, DF4 i DF9 reprezentują skrajny koniec procesów formowania galaktyk: obiekty, w których dynamika zdominowana jest przez zwykłą materię, a halo ciemnej materii zostało niemal całkowicie usunięte. Takie przypadki są rzadkie, ale niezwykle cenne – pozwalają testować modele powstawania galaktyk oraz różne hipotezy dotyczące własności samej ciemnej materii.
Co dalej – szukanie kolejnych brakujących halo
Autorzy pracy podkreślają, że DF9 może nie być ostatnią taką galaktyką na sznurze w polu NGC 1052. Zespół planuje podobne pomiary dyspersji prędkości dla kolejnych, jeszcze słabszych galaktyk w tej strukturze, choć staje się to coraz trudniejsze wraz z odległością i niską jasnością powierzchniową tych obiektów.
Kluczową rolę odegrają tu dalsze obserwacje z Kosmicznego Teleskopu Hubble’a i przyszłych misji, a także z bardzo głębokich przeglądów wykonywanych przez duże teleskopy naziemne, które świetnie radzą sobie z wykrywaniem rozmytych, skrajnie rozproszonych galaktyk. Każda nowa galaktyka z rażąco małą zawartością ciemnej materii to kolejny element układanki pokazującej, jak gwałtowne i nieprzewidywalne potrafią być losy galaktyk – oraz jak złożona jest historia ciemnej materii w naszym Wszechświecie.
Źródła
Główne źródło:
- Michael A. Keim et al., A Third Galaxy Missing Dark Matter along a Trail of Galaxies in the NGC 1052 Field
Źródła kontekstowe:
- Phys.org, „Astronomers find a third galaxy missing its dark matter, validating a violent cosmic collision theory”, 2.04.2026,
- Universe Today, „Astronomers Find a Third Galaxy Missing Its Dark Matter, Validating a Violent Cosmic Collision Theory”, 1.04.2026,
- Nature, „A trail of dark-matter-free galaxies from a bullet-dwarf collision”, 2022,
- Scientific American, „Galaxies without dark matter mystify astronomers”, 16.03.2026,
- Prace teoretyczne i symulacyjne o galaktykach z deficytem ciemnej materii i ich powstawaniu wskutek zdzierania halo lub zderzeń galaktyk karłowatych,
- Ogólne informacje o naturze i roli ciemnej materii w kosmologii.
Opracowanie: Agnieszka Nowak
