Galaksija je gravitacijski vezan skup zvijezda, zvjezdanih ostataka, međuzvjezdanog plina, prašine i tamne tvari. A tamna tvar, ta misteriozna sastavnica svemira, nije u galaksijama tek sporadična. Mliječni put i Andromeda sadrže oko 90 % tamne tvari. Postoje galaksije s više od 99 % tamne tvari. Drugim riječima, tamna tvar je ključan galaktički sastojak. Barem smo tako tvrdili do sredine prošlog tjedna. A onda je 29. ožujka 2018. u časopisu Nature objavljeno neočekivano otkriće: udio tamne tvari u galaksiji NGC 1052-DF2 je praktički zanemariv. Nađena je, dakle, galaksija u kojoj tamne tvari nema.

Pieter van Dokkum, profesor astronomije na Sveučilištu Yale, i njegova istraživačka grupa objavili su rezultate svoje studije neobične galaksije NGC 1052-DF2. Ta galaksija po veličini odgovara Mliječnom putu. Ali, dok naš Mliječni put ima više od 100 milijardi zvijezda, NGC 1052-DF2 ih ima tek oko 400 milijuna, dakle 250 puta manje. No, to je tek početak priče.

Premda je NGC 1052-DF2 kozmički objekt koji je od Zemlje udaljen 65 milijuna godina svjetlosti (pa je svjetlost koju danas opažamo na Zemlji emitirana s NGC 1052-DF2 u doba iščeznuća dinosaura), istraživači su mogi precizno mjeriti unutrašnju dinamiku te galaksije zahvaljujući posebnom instrumentu. Van Dokkum i njegov kolega Bob Abraham konstruirali su Dragonfly Telephoto Array, niz sastavljen od 48 leća povezanih tako da čine jedinstven teleskop namijenjen za istraživanje strukture dalekih objekata maloga sjaja. Njime su unutar NGC 1052-DF2 pratili dinamiku deset kuglastih skupova iz čega su mogli precizno odrediti omjer ukupne mase galaksije i mase obične (fizičari kažu barionske) tvari. Umjesto tipične vrijednosti tog omjera, oko 400, dobili su vrijednost oko 1. Što znači da je sva masa obična, da mase koja potječe od tamne tvari niti nema. Što je dosad neviđeno.

Za usporedbu, udio tkiva u čovjeku je takav da najveći dio mase imaju mišićna tkiva, oko 40 %. U odnosu na primjerice kosu i nokte, na koje otpada ukupno 0,1 % ljudske mase, to je 400 puta više. A sad zamislite da nađemo čovjeka koji uopće nema mišićno tkivo, koji je normalne visine, ali je 250 puta manje mase (recimo da umjesto 80 kg ima 320 g). To bi bila sablast. E pa astronomi su upravo otkrili takvu jednu kozmičku sablast, galaksiju koja je toliko rijetka i raspršena da je gotovo prozirna.

Postoje mnogi ljudi, u naše doba sve brojniji i sve glasniji, koji imaju prilično iskrivljenu percepciju prirodnih znanosti, a u svoja su uvjerenja jako sigurni (jer što je neznanje veće to je sumnja manja). Takvi samopouzdano tvrde da znanstvenici brižno skrivaju sve podatke koji se ne uklapaju u već postojeće, dogovorene teorije. A oni znaju pravu istinu jer su pročitali na internetu. U doba prije interneta smo za tu vrstu znanja rekli: “na plotu je pisalo”. U svakom slučaju, priča o skrivanju podataka koji se ne uklapaju u postojeće teorije je upravo smiješna. Zato što je stvarnost dijametralno suprotna. Tko imalo razumije prirodnu znanost zna da znastvenici žude za otkrićima koja se u postojeću sliku ne uklapaju. Takva otkrića su redovito ključ za velike spoznaje, pomažu nam otvoriti vrata dosad nepoznatih svjetova.

Tako nas objekt NGC 1052-DF2 upućuje da redefiniramo pojam galaksije, da preispitamo postojeće ideje o nastanku galaksija, da kozmičku ulogu tamne tvari dovedemo u pitanje. Jer… ako je moguća galaksija bez tamne tvari onda možda uskoro utvrdimo da je ideja tamne tvari nepotrebna, kao što smo svojedobno utvrditi da je ideja etera nepotrebna. Ali, nisu stvari baš tako jednostavne. To što je nađena glaksija bez tamne tvari upućuje, paradoksalno, baš na neophodnost tamne tvari. Evo kako. Teorijski modeli modificirane Newtonove dinamike (MOND) koji tamnu tvar nastoje prikazati kao privid, koji se događa zato što je dinamika na velikoj skali navodno drukčija od one na maloj skali, predviđaju da svaka, ali baš svaka galaksija mora uključivati taj “privid”. Prema teorijama MOND ti učinci (zbog kojih posežemo za idejom tamne tvari) proizlaze iz obične materije pa zato moraju biti prisutni u svakoj galaksiji. Drugim riječima, MOND predviđa da je galaksija bez tamne tvari nemoguća. Pa to što smo takav bizarni objekt našli znači da je MOND dobio još jednu pljusku. Pitanje dinamike galaksija postaje sve dinamičnije.

Dario Hrupec docent je na Odjelu za fiziku Sveučilišta u Osijeku. Bavi se visokoenergijskom gama-astronomijom. Član je međunarodne kolaboracije MAGIC, čiji su Čerenkovljevi teleskopi smješteni na kanarskom otoku La Palmi, i međunarodne kolaboracije CTA, čiji se teleskopi tek grade na La Palmi i Paranalu.  Glavni je urednik časopisa Priroda te autor knjiga "Protiv nadnaravnoga" i "Ažurirani svemir".