กาแล็กซีประเภทใหม่อาจนำไปสู่การเข้าใจสสารมืดได้ดีขึ้นไม่ใช่ทุกกาแลคซี่จะเต็มไปด้วยดวงดาว นักดาราศาสตร์ได้ค้นพบกาแล็กซีไร้ดาวจำนวนมาก ซึ่งแต่ละแห่งมีขนาดประมาณทางช้างเผือก วิธีที่พวกมันก่อตัวขึ้นเป็นเรื่องลึกลับ และพวกมันก็บอกเป็นนัยว่ามีวิธีอื่นๆ ที่กาแลคซีจะวิวัฒนาการได้มากกว่าที่คิดไว้ก่อนหน้านี้
Pieter van Dokkum นักดาราศาสตร์จากมหาวิทยาลัยเยล และเพื่อนร่วมงานได้บังเอิญไปเจอดาราจักร 47 แห่งที่หยุดก่อตัวดาวฤกษ์มานานแล้ว ดาวในแต่ละดาราจักรที่หลงเหลืออยู่ หรือประมาณ 0.1 เปอร์เซ็นต์ของจำนวนในทางช้างเผือก จะกระจายไปทั่วทรงกลมขนาดประมาณดาราจักรชนิดก้นหอยทั่วไป นักดูดาวที่อาศัยอยู่ในกาแลคซีแห่งหนึ่งอาจเห็นดาวเพียงไม่กี่ดวงในตอนกลางคืน แวน ด็อกคุมกล่าว “คุณต้องการสิ่งผิดปกติเพื่อสร้างกาแลคซีแบบนี้”
กาแล็กซีเหล่านี้อาศัยอยู่ในกระจุกดาวโคม่า
ซึ่งเป็นกระจุกกาแล็กซีมากกว่า 1,000 กาแล็กซี่ที่อยู่ห่างออกไปประมาณ 300 ล้านปีแสงในกลุ่มดาวโคม่า เบเรนิซ กาแลคซีมืดแต่ละแห่งเป็นเพียงรอยเปื้อนของแสงที่พบในภาพที่นักวิจัยได้มาจากกล้องโทรทรรศน์แมลงปอ ซึ่งประกอบด้วยเลนส์เทเลโฟโต้แปดตัวซึ่งทั้งหมดชี้ไปที่ท้องฟ้าเดียวกัน ทีมงานยังพบกาแลคซีมืดซ่อนตัวอยู่ในภาพเก่าๆ จากกล้องโทรทรรศน์แคนาดา-ฝรั่งเศส-ฮาวาย และกล้องโทรทรรศน์อวกาศฮับเบิล การค้นพบนี้อธิบายไว้ในบทความที่โพสต์ออนไลน์ 30 ตุลาคมที่ arXiv.org
ดาราจักรเป็นสีแดง ซึ่งหมายความว่าเต็มไปด้วยดาวที่เย็นและมืดสลัว ดาราจักรรุ่นเยาว์เป็นสีน้ำเงิน ครอบงำด้วยแสงจากดาวมวลสูงที่ร้อนจัด แต่เมื่อดวงดาวเหล่านั้นดับสูญไป ดาวแดงที่อยู่ยาวนานก็ยังคงอยู่ข้างหลัง ดาราจักรมืดเหล่านี้จึงค่อนข้างเก่า “แต่ความหมายที่เก่าแก่ค่อนข้างจะพูดยาก” แวน ด็อกคุมกล่าว กาแล็กซีดูเหมือนจะมีอายุอย่างน้อย 4 พันล้านปี แต่ก็อาจมีอายุเกือบเท่ากับเอกภพซึ่งระเบิดขึ้นเมื่อ 13.8 พันล้านปีก่อน
Chris Impey นักดาราศาสตร์จากมหาวิทยาลัยแอริโซนาในทูซอนกล่าวว่า “นี่เป็นดาราจักรประเภทแปลกที่ไม่มีที่ตามธรรมชาติในความเข้าใจเกี่ยวกับการก่อตัวดาราจักรของเรา” กล่าวโดย Chris Impey นักดาราศาสตร์จากมหาวิทยาลัยแอริโซนาในทูซอน ในกลุ่มชาวราศีกันย์ที่อยู่ใกล้เคียง “เป็นการเตือนสติว่าความรู้ของเราเกี่ยวกับดาราจักรยังไม่สมบูรณ์”
นักดาราศาสตร์เชื่อว่ากาแล็กซีเริ่มต้นจากก้อนสสารมืดซึ่งแรงโน้มถ่วงดึงดูดกลุ่มเมฆก๊าซไฮโดรเจน เมื่อก๊าซมีความหนาแน่นเพียงพอ ดาวฤกษ์ก็เริ่มก่อตัว เมื่อกาแล็กซีมีอายุมากขึ้น ปริมาณก๊าซสดจากห้วงอวกาศหรือกาแล็กซีเล็ก ๆ ที่ผ่านเข้ามาจะหล่อเลี้ยงเตาที่สร้างดาวฤกษ์ ตราบใดที่มีไฮโดรเจน กาแล็กซีก็สามารถสร้างดาวดวงใหม่ได้
ดาราจักรมืดที่เพิ่งค้นพบเหล่านี้บอกเป็นนัยว่าดาวทั้งสองดวงสามารถก่อตัวในดาราจักรที่มีก๊าซไม่มาก (ไม่น่าจะเป็นไปได้ที่ Van Dokkum กล่าว) หรือว่ามีบางอย่างเกิดขึ้นกับดาราจักรเมื่อหลายพันล้านปีก่อน บางทีกระจุกดาราจักรอาจมีอิทธิพลต่อพวกมันในทางใดทางหนึ่ง Van Dokkum กล่าว เนื่องจากกาแลคซีใกล้เคียงขโมยส่วนผสมที่ก่อตัวดาวฤกษ์ แม้ว่ากระบวนการนั้นมักจะลดขนาดของดาราจักรด้วย “คำตอบง่ายๆ คือ ‘ฉันไม่รู้’” เขากล่าว
ดาราจักรเหล่านี้อาจเป็นห้องทดลองที่สำคัญสำหรับการทำความเข้าใจสสารมืด
ซึ่งเป็นสสารที่แปลกใหม่และเข้าใจยากซึ่งผูกกาแลคซีและกระจุกเข้าด้วยกัน เพื่อความอยู่รอดของแรงโน้มถ่วงจากกระจุกดาวโคม่าที่เหลือ ดาราจักรเหล่านี้ต้องเป็นสสารมืด 98 เปอร์เซ็นต์ และเพียง 2 เปอร์เซ็นต์ของอะตอมปกติที่ประกอบเป็นดาวและดาวเคราะห์ Impey กล่าวว่าการเคลื่อนที่ของดาวฤกษ์อาจทำให้นักวิจัยทำแผนที่ว่าสสารมืดกระจายตัวออกไปภายในกาแลคซีแต่ละแห่งได้อย่างไร
แต่สสารมืดไม่ใช่คำอธิบายเพียงอย่างเดียว นักทฤษฎีคนอื่นๆ เสนอกลไกการก่อตัวโพซิตรอนที่มีความเกี่ยวข้องน้อยกว่ามากในการถอดรหัสจักรวาล บนรายการมีพัลซาร์ – แกนหมุนหนาแน่นและหมุนเร็วที่เหลืออยู่หลังจากดาวมวลมากระเบิด ความเร็วในการหมุนอย่างรวดเร็วของพัลซาร์ทำให้เกิดสนามแม่เหล็กไฟฟ้าที่รุนแรงมากพอที่จะฉีกอิเล็กตรอนออกจากพื้นผิวของมัน อิเล็กตรอนเหล่านั้นมีปฏิสัมพันธ์กับโฟตอนและสร้างคู่ของอิเล็กตรอนและโพซิตรอน การคำนวณชี้ให้เห็นว่าพัลซาร์หนึ่งหรือสองพัลซาร์ซึ่งตรวจจับได้ยากภายในหลายร้อยปีแสงของระบบสุริยะก็เพียงพอแล้วที่จะทำให้โลกเต็มไปด้วยโพซิตรอน
แม้จะมีปัญหาที่น่าสนใจที่เปิดเผยโดย HEAT นักวิทยาศาสตร์บางคนสงสัยว่าอัลฟ่าแม่เหล็กสเปกโตรมิเตอร์สามารถเพิ่มการถกเถียงเรื่องต้นกำเนิดโพซิตรอนได้มากหรือแก้ไขความลึกลับทางฟิสิกส์ที่ยิ่งใหญ่ แต่ติงตั้งใจแน่วแน่ที่จะเห็นโครงการของเขาบินออกไป เขารวบรวมความร่วมมือจาก 16 ประเทศเพื่อแบ่งงานและค่าใช้จ่ายในการขึ้นบอลลูน เมื่อการระเบิดของกระสวยอวกาศโคลัมเบีย ในปี 2546 ทำให้ NASA ยกเลิกข้อเสนอการเดินทางไปยังสถานีอวกาศ Ting กล่อมสมาชิกสภาคองเกรสล้อเลียนสิ่งมหัศจรรย์ที่อาจซ่อนอยู่ในรังสีคอสมิกและเน้นย้ำถึงสิ่งที่ไม่น่าเป็นไปได้ของสถานีอวกาศนานาชาติ ชื่อเสียงที่เป็นตัวเอกในด้านวิทยาศาสตร์ที่อยู่อาศัยอย่างจริงจัง
Richard Milner ผู้อำนวยการห้องปฏิบัติการวิทยาศาสตร์นิวเคลียร์ของ MIT ผู้ดูแลกลุ่มของ Ting กล่าวว่า “ถ้าคุณบอก Sam ว่าอยากได้สิ่งที่ต้องการเพื่อคว้า Indy 500 เขาจะกลายเป็นนักแข่งรถที่เก่งที่สุดในโลก” Ting จะไม่ยอมแพ้ต่อเจ้าหน้าที่ของรัฐในวอชิงตัน แม้ว่าผู้ทำงานร่วมกันหลายคนของเขาจะมุ่งไปที่โครงการอื่นๆ
