Om maskhål finns eller inte och varför teorin kom till

 

Bild wikipedia Ett maskhål visualiserat som en tvådimensionell yta. Rutt (a) är den kortaste vägen genom normalrummet mellan punkterna 1 och 2; Rutt (b) är en kortare väg genom ett maskhål.

Maskhål föreställs ofta som tunnlar genom rum eller tid genvägar genom universum. Men denna bild vilar på en missuppfattning av arbetet av fysikerna Albert Einstein och Nathan Rosen.

År 1935, när de studerade partiklarnas beteende i områden med extrem gravitation, introducerade Einstein och Rosen det de kallade en "bro": en matematisk länk mellan två perfekt symmetriska kopior av rumtiden. Det var inte tänkt som en passage för resor utan som ett sätt att effekten mellan gravitation och kvantfysik. Först senare blev Einstein–Rosen-broar förknippade med maskhål trots att de hade lite med den ursprungliga idén att göra.

I ny forskning visar Professor Enrique Gaztanaga from the Institute of Cosmology & Gravitation med  kollegor att den ursprungliga Einstein–Rosen-bron pekar på något mycket märkligare och mer grundläggande än ett maskhål (nedan är dessas forskning och ord).

Pusslet som Einstein och Rosen tog upp handlade aldrig om rymdresor, utan om hur kvantfält beter sig i krökt rumtid. Tolkad så fungerar Einstein–Rosen-bron som en spegel i rumtiden en koppling mellan två mikroskopiska tidspilar.

Kvantmekaniken styr naturen på de minsta skalorna såsom partiklar medan Einsteins allmänna relativitetsteori gäller gravitation och rumtid. Att förena de två är fortfarande en av fysikens största utmaningar. Omtolkningen kan erbjuda en väg till detta. "Maskhåls"-tolkningen uppstod decennier efter Einsteins och Rosens arbete då fysiker spekulerade i att korsa från ena sidan av rumtiden till den andra (in i ett svart hål och ut i ett så kallat vitt hål).

Men samma analyser gjorde också tydligt hur spekulativ idén var inom allmän relativitetsteorin är en sådan resa omöjlig. Bron klämmer av snabbare än ljuset kan ta sig över den vilket gör det omöjligt. Einstein–Rosen-broar är därför instabila och oobserverbara  matematiska strukturer, inte portaler.

Ändå blomstrade maskhålsmetaforen inom populärkulturen och spekulativ teoretisk fysik. Idén att svarta hål kan koppla samman avlägsna delar av kosmos – eller till och med fungera som tidsmaskiner inspirerade otaliga artiklar, böcker och filmer.

Ändå finns det inga observationsbevis för makroskopiska maskhål inte heller någon övertygande teoretisk anledning att förvänta sig dem inom Einsteins teori. Även om spekulativa utvidgningar av fysiken  såsom exotiska materieformer eller modifieringar av allmän relativitet har föreslagits för att stödja sådana strukturer är de fortfarande oprövade och starkt spekulativa. Det senaste arbetet återbesöker Einstein–Rosen-bropusslet med en modern kvanttolkning av tid, byggt på idéer utvecklade av Sravan Kumar och João Marto.

De flesta grundläggande fysikaliska lagar skiljer inte mellan dåtid och framtid eller mellan vänster och höger. Om tid eller rum är omvänd i sina ekvationer förblir lagarna giltiga. Att ta dessa symmetrier på allvar leder till en annan tolkning av Einstein–Rosen-bron.

Istället för en tunnel genom rymden kan den förstås som två kompletterande komponenter av ett kvanttillstånd. I en av dem flyter tiden framåt i den andra flödar den bakåt från sin spegelreflekterade position.

Denna symmetri är inte en filosofisk preferens. När oändligheter utesluts måste kvantutvecklingen förbli fullständig och reversibel på mikroskopisk nivå  även i närvaro av gravitation.

"Bryggan" uttrycker att båda tidskomponenterna behövs för att beskriva ett komplett fysiskt system. I vanliga situationer ignorerar fysiker den tidsomvända komponenten genom att välja en enda tidspil.

Men nära svarta hål, eller i expanderande och kollapsande universum måste båda riktningarna inkluderas för en konsekvent kvantbeskrivning. Det är här som Einstein–Rosen-broar naturligt uppstår.

På mikroskopisk nivå tillåter bron information att passera över vad som för oss framstår som en händelsehorisont  en punkt utan återvändo. Information försvinner inte. Den fortsätter att utvecklas men i motsatt riktning, spegeltidsmässig.

Denna ram erbjuder en naturlig lösning på den berömda informationsparadoxen för svarta hål. År 1974 visade Stephen Hawking att svarta hål avger värme och så småningom kan avdunsta vilket tydligen raderade all information om vad som hamnade i dem  vilket motsäger kvantprincipen att evolutionen måste bevara information.

Paradoxen uppstår endast om vi insisterar på att beskriva horisonter med en enda, ensidig tidspil extrapolerad till oändligheten en förutsättning som kvantmekaniken själv inte kräver.

Om den fullständiga kvantbeskrivningen inkluderar båda tidsriktningarna går ingenting egentligen förlorat. Information lämnar vår tidsriktning och återuppstår längs den omvända. Fullständighet och kausalitet bevaras utan att åberopa exotisk ny fysik.

Dessa idéer är svåra att förstå eftersom vi är makroskopiska varelser som bara upplever en riktning av tid. På vardagsskalor tenderar oordning  eller entropi att öka. Ett högordnat tillstånd utvecklas naturligt till ett oordnat, aldrig tvärtom. Detta ger oss en tidspil.

Men kvantmekaniken tillåter mer subtilt beteende. Intressant nog kan bevis för denna dolda struktur redan finnas. Den kosmiska mikrovågsbakgrunden  efterglöden från Big Bang visar en liten men ihållande asymmetri en preferens för en rumslig orientering framför dess spegelbild.

Denna anomali har förbryllat kosmologer i två decennier. Standardmodeller tillskriver den extremt låg sannolikhet om inte spegelkvantkomponenter inkluderas.

Denna bild kopplas naturligt till en djupare möjlighet. Det vi kallar "Big Bang" är kanske inte den absoluta början utan en studs  en kvantövergång mellan två tidsomvända faser av kosmisk evolution.

I ett sådant scenario skulle svarta hål kunna fungera som broar inte bara mellan tidsriktningar, utan mellan olika kosmologiska epoker. Vårt universum kan vara insidan av ett svart hål bildat i ett annat kosmos. Detta kan ha bildats när ett slutet område av rumtiden kollapsade, studsade tillbaka och började expandera som det universum vi ser idag.

Om denna bild stämmer ger den också ett sätt för observationer att avgöra. Reliker från förstudsfasen såsom mindre svarta hål skulle kunna överleva övergången och återuppträda i vårt expanderande universum. En del av den osedda materia vi tillskriver mörk materia kan faktiskt vara gjord av sådana reliker.

I denna syn utvecklades Big Bang från förhållanden i en föregående kontraktion. Maskhål är inte nödvändiga. Bron är tidsmässig inte rumslig och Big Bang blir en port inte en början.

Denna omtolkning av Einstein–Rosen-broarna erbjuder inga genvägar över galaxer, inga tidsresor och inga science fiction-maskhål eller hyperspace. Det den erbjuder är mycket djupare. Den erbjuder en konsekvent kvantbild av gravitation där rumtiden förkroppsligar en balans mellan motsatta tidsriktningar  och där vårt universum kan ha haft en historia före Big Bang.

Den störtar inte Einsteins relativitet eller kvantfysik – den fullbordar dem. Nästa revolution inom fysiken kanske inte tar oss snabbare än ljuset  men den kan avslöja att tiden, djupt inne i den mikroskopiska världen och i ett studsande universum, flyter åt båda hållen.

JVM Lokaliserade stjärnan som blev supernova för 40 miljoner år sedan

 

Bild: NASA, ESA, CSA, STScI, Charles Kilpatrick (Northwestern), Aswin Suresh (Northwestern); Bildbehandling: Joseph DePasquale (STScI)

 I  huvudbilden till vänster visas en kombinerad Webb- och Hubble-vy av spiralgalaxen NGC 1637. Panelerna till höger visar en detaljerad vy av en röd superjättestjärna före och efter att den exploderade. Innan den exploderade var den inte synlig för Hubbleteleskopet. Men Webbteleskopet kunde se den. Hubble visar istället den glödande efterdyningen.

Genom att noggrant justera Hubble- och Webb-bilder tagna av NGC 1637 kunde teamet identifiera föregångarstjärnan i bilder tagna av Webbs MIRI (Mid-Infrared Instrument) och NIRCam (Near-Infrared Camera) år 2024. De fann att stjärnan såg förvånansvärt röd ut. Vilket är en indikation på att den var omgiven av damm som blockerade kortvågiga, blåare våglängder av ljus.

"Det är den rödaste, mest dammiga röda superjätten vi sett explodera som en supernova," beskriver doktoranden och medförfattaren Aswin Suresh vid Northwestern University.

Överskott av damm kan hjälpa till att förklara ett långvarigt problem inom astronomin som kan beskrivas som fallet med de saknade röda superjättarna. Astronomer förväntar sig att de mest massiva stjärnorna som exploderar som supernovor också är de ljusstarkaste. Så de borde vara lätta att identifiera i bilder före supernovan. Men så har det inte varit.

En möjlig förklaring är att de mest massiva åldrande stjärnorna också är de dammigaste. Om de är omgivna av stora mängder damm kan deras ljus dämpas så mycket att det inte går att upptäcka. Webbs observationer av supernova 2025pht stöder den hypotesen.

"Jag har argumenterat för den tolkningen, men inte ens jag förväntade mig att se det så extremt som det var för supernova 2025pht. Det skulle förklara varför dessa mer massiva superjättar saknas därute eftersom de tenderar att vara mer dammiga än förväntat," beskriver huvudförfattaren  till studien Charlie Kilpatrick vid Northwestern University.. Teamet blev inte bara förvånade över mängden damm utan även över dammets  sammansättning. Att tillämpa datormodeller av Webbs observationer visade att dammet sannolikt är kolrikt medan astronomerna hade förväntat sig att det skulle vara mer silikatrikt. Teamet spekulerar i att detta kol kan ha kommit från stjärnans inre strax innan den exploderade.

"Att ha observationer i mellaninfrarött var avgörande för att begränsa vilken sorts damm vi såg," beskriv Suresh.

Teamet arbetar nu vidare med att leta efter liknande röda superjättar som kan explodera som supernovor i framtiden. Observationer från NASAs kommande Nancy Grace Roman Space Telescope kan hjälpa till i denna sökning. Roman kommer att ha upplösningen, känsligheten och den infraröda våglängdstäckningen för att inte bara hitta dessa stjärnor utan också potentiellt bevittna deras variation när de hastar ur sig stora mängder damm mot slutet av sin existens.

Superdatorer antas finna svar kosmiska frågor.

 

Bild University of Victoria Ett snitt genom det datasimulerade inre av en röd jättestjärna.

Superdatorer kommer i framtiden att göra det än mer möjligt att lösa en intressant astronomisk frågeställning. Hur kan vi förklara förändringarna i den kemiska sammansättningen på ytan av röda jättestjärnor då de utvecklas?

I årtionden har forskare varit osäkra på exakt hur den förändrade kemiska sammansättningen i centrum av en röd jättestjärna, orsakad av kärnbränning, hänger ihop med förändringar i sammansättningen vid ytan. Ett stabilt lager fungerar som en barriär mellan stjärnans inre och det yttre höljet. Hur grundämnen korsar det lagret förblev ett mysterium tills nu.

Svaret blev? Stjärnrotation.

"Med hjälp av högupplösta 3D-simuleringar kunde vi identifiera vilken påverkan som stjärnors rotation har på elementernas förmåga att korsa barriären," beskriver Simon Blouin, huvudforskare och postdoktoral forskare vid UVic. "Stjärnrotation är avgörande och ger en naturlig förklaring till de observerade kemiska signaturerna hos typiska röda jättestjärnor.Upptäckten är ytterligare ett steg framåt i förståelsen av hur stjärnor utvecklas över tid." 

(En röd jättestjärna är ett sent, ljusstarkt skede i en stjärnas liv när den sväller till enorma proportioner (100–1000 gånger solens diameter) och får en rödaktig färg på grund av lägre yttemperatur. Detta sker när vätet i kärnan tar slut och stjärnan börjar fusionera tyngre ämnen. Vår sol förväntas bli en röd jätte om ca 5 miljarder år.)

 Teamet använde datorresurser vid Texas Advanced Computing Centre vid University of Texas i Austin och det nya Trillium-superdatorklustret vid SciNet vid University of Toronto för att genomföra sina datorsimuleringar. Trillium, som lanserades i augusti 2025 är en av de mest kraftfulla superdatorerna för stora-parallella simuleringar som finns tillgängliga för akademisk forskning i Kanada och är en av flera nationella superdatorer inom Digital Research Alliance of Canada. Dess utökade datorkraft var avgörande för att slutföra forskningen.

I en nyligen publicerad artikel i Nature Astronomy visas hur forskarna vid University of Victorias (UVic) Astronomy Research Centre (ARC) och University of Minnesota löste problemet. Forskningen stöddes av Natural Sciences and Engineering Research Council (NSERC), National Science Foundation (NSF) och USA:s energidepartement.

Det verkar finnas en pulsar i vintergatans centrum.

 

Bild Kartan visar var den brittisk astrofysikern Jocelyn Bell upptäckte den första pulsaren, PSR B1919+21 (i stjärnbilden Räven). Kartan är utställd på Cambridge University Library wikipedia. Följ länken  för att se en kort sekvens på hur en pulsar bildas (obs bilden har inget med inlägget nedan men är intressant).

En pulsar är en roterande neutronstjärna som genererar regelbundna pulser av strålning. Pulsarer är snabbt roterande, starkt magnetiserade neutronstjärnor som ger ifrån sig strålning med våglängder från radiostrålning till gammastrålning över jorden likt kosmiska fyrar.

Forskare från Columbia University har arbetat i ett vetenskapligt forskningsprogram kallat  Breakthrough Listen för att söka efter tecken på civilisationer utanför jorden. De har publicerat nya resultat från Breakthrough Listen Galactic Center Survey från en av de mest känsliga radiosökningarna som någonsin genomförts efter pulsarer i den dynamiskt komplexa centrala regionen i Vintergatan. 

I avsaknad av yttre påverkan anländer pulserna från en pulsar till teleskop med extraordinär regelbundenhet. De kan betraktas som mycket exakta klockor med mycket förutsägbart beteende. Millisekundpulsarer uppvisar särskilt extremt stabilt klockliknande beteende tack vare sin mycket snabba rotation. "när pulserna färdas nära ett mycket massivt objekt, kan de avledas och ge tidsfördröjningar på grund av rumtidens förvrängning, som förutspåtts i Einsteins allmänna relativitetsteori." beskriver Slavko Bogdanov, forskare vid Columbia Astrophysics Laboratory och medförfattare till studien.

Eftersom Skytten A*, det centrala svarta hålet i vår galax, har en massa som är ungefär 4 miljoner gånger solens massa, utövar det ett starkt inflytande på sin omgivning.

Med tanke på de potentiella konsekvenserna av upptäckten av en eventuell pulsar pågår en analys av omfattande uppföljande observationer.

"Vi ser fram emot vad uppföljande observationer kan avslöja om denna pulsarkandidat," beskriver Perez. Om det bekräftas vara en pulsar kan det hjälpa oss att bättre förstå både vår egen galax och allmän relativitsteorin som helhet."

Studien skedde under ledning av den nyligen utexaminerade Columbia-doktoranden Karen I. Perez och  publicerades i The Astrophysical Journal. 

Ett stort nedslag skedde i Brasilien för 6,3 miljoner år sedan

 

Bild https://agencia.fapesp.br  Några exempel på "geraisiter", uppkallade efter delstaten Minas Gerais där de hittades, i olika former (foto: Álvaro Penteado Crósta/IG-UNICAMP)

För första gången i Brasilien har forskare identifierat ett område för tektiter ( naturliga glasföremål upp till några centimeter i storlek, vilka enligt de flesta forskare har bildats vid stora meteoritnedslag på jordytan. Tektiter hör till de torraste bergarter som finns och har ett vatteninnehåll på i medeltal 0,005 %.). De är naturligt glas som bildas av den högenergirika stöten från meteoriter mot jordens yta. Ova objekt har  fått namnet geraisiter till ära för den brasilianska delstaten Minas Gerais där de först upptäcktes   utspritt på ett fält. Detta utökar den ofullständiga dokumentationen av nedslag historiskt i Sydamerika.

Hittills hade endast fem stora tektittfält erkänts på planeten liggande i Australasien, Centraleuropa, Elfenbenskusten, Nordamerika och Belize. Det brasilianska fältet ansluter sig nu till denna grupp.

Geriasiterna hittades ursprungligen i tre kommuner i norra Minas Gerais. I Taiobeiras, Curral de Dentro och São João do Paraíso  i en remsa på cirka 90 kilometer. Sedan artikeln skickades in har nya förekomster registrerats i de brasilianska delstaterna Bahia och Piauí. Enligt Álvaro Penteado Crósta, geolog och seniorprofessor vid Geovetenskapsinstitutet vid Statliga universitetet i Campinas  utökar detta det kända området till mer än 900 kilometer i längd.

 "Denna tillväxt i förekomstområdet är helt i linje med vad som observeras i andra tektittfält runt om i världen. Fältets storlek beror direkt på energin i nedslaget med flera faktorer," förklarar Crósta.  Geokemiska analyser visar att geraisiterna har en hög kiseldioxidhalt (SiO₂) som varierar från 70,3 % till 73,7 %. Den sammanlagda halten av natriumoxider (Na₂O) och kaliumoxider (K₂O) varierar från 5,86 % till 8,01 %, vilket är något högre än i andra tektittfält. Små variationer i spårämnen, såsom krom (10–48 delar per miljon) och nickel (9–63 ppm), identifierades vilket indikerar att det ursprungliga materialet varken var rent eller homogent. Förekomsten av sällsynta inklusioner av lechatelierit, en form av glasig kiseldioxid som produceras vid extrema temperaturer, stöder ytterligare ett nedslagsursprung.

"Ett av de avgörande kriterierna för att klassificera materialet som tektit var dess mycket låga vattenhalt, mätt med infraröd spektroskopi: mellan 71 och 107 ppm. Som jämförelse innehåller vulkanglas, såsom obsidian, vanligtvis mellan 700 ppm och 2 % vatten, medan tektiter är  mycket torrare," påpekar Crósta.

Datering baserad på förhållandet mellan argonisotoper (⁴⁰Ar/³⁹Ar) och visar att händelsen inträffade för cirka 6,3 miljoner år sedan, i slutet av miocen-epoken. Tre grupper med mycket liknande åldrar erhölls (6,78 ± 0,02 Ma, 6,40 ± 0,02 Ma, och 6,33 ± 0,02 Ma), vilket är förenligt med en enda nedslagshändelse. "Åldern 6,3 miljoner år bör tolkas som en maximal ålder eftersom en del av argonet kan ha kommit från de uråldriga bergarter som träffades av nedslaget," kommenterar forskaren.

Hittills har ingen krater som visar nedfallets plats identifierats. Enligt Crósta är detta inte ovanligt då endast tre av de sex stora klassiska tektittfälten har kända kratrar. I fallet med det största fältet, beläget i Australasien, tros kratern vara i  havet. I Brasilien visar isotopgeokemi att det smälta materialet härstammar från arkeisk kontinentalskorpa mellan 3,0 och 3,3 miljarder år gammalt. 

Detta leder sökandet mot São Francisco-kratonen, en uråldrig och geologiskt stabil del av kontinentalskorpan och en av de äldsta regionerna på den sydamerikanska kontinenten. "Den isotopiska signaturen indikerar en mycket gammal kontinental, granitisk källbergart. Detta minskar antalet kandidatområden avsevärt," beskriver Crósta. I framtiden kan aerogeofysiska metoder som magnetiska och gravimetriska undersökningar avslöja cirkulära anomalier kopplade till en dold under ytan eller eroderad krater. 

 Upptäckten beskrivs i en artikel publicerad i tidskriften Geology av ett team forskare under ledning av Álvaro Penteado Crósta, geolog och seniorprofessor vid Geovetenskapsinstitutet vid Statliga universitetet i Campinas (IG-UNICAMP). Crósta samarbetade med forskare från Brasilien, Europa, Mellanöstern och Australien.

Kan dagens måne Titan vara resultatet av en kollision

 

Bild wikipedia Titan är Saturnus största måne och den näst största månen i solsystemet ovan avbildad av Cassini-farkosten i december 2011. Ett tjockt lager av organiskt dis döljer permanent Titans yta från synligt ljus.

SETI-institutets studie använde datorsimuleringar för att avgöra om en extra måne en gång kommit tillräckligt nära Saturnus för att bilda dess ringar. Det mest sannolika utfallet är en kollision av en annan måne med Titan. Saturnus lilla, missbildade, ständigt tumlande måne Hyperion har sin bana låst med Titans och kan vara denna. 

Bild  wikipedia NASA / JPL / SSI / Gordan Ugarkovic - http://photojournal.jpl.nasa.gov/catalog/PIA07761Färgstärkt mosaik av Saturnus måne Hyperion. Bestående av flera smalvinklade ramar och bearbetad för att matcha Hyperions naturliga färg. Tagen under Cassinis förbiflygning av denna knöliga måne den 26 september 2005.

"Hyperion är den minsta av Saturnus större månar och den gav oss den viktigaste ledtråden om systemets historia," beskriver SETI-institutets forskare Matija Ćuk. "I simuleringar där den extra månen blev instabil förlorades Hyperion ofta och överlevde bara i sällsynta fall. Vi insåg att Titan-Hyperion-låset är relativt ungt endast några hundra miljoner år gammalt. Detta dateras till ungefär samma period som den extra månen försvann. Kanske klarade inte Hyperion denna omvälvning utan är resterna av den. Om den extra månen smälte samman med Titan skulle den sannolikt producera fragment nära Titans omloppsbana och då precis där Hyperion nu finns."

Modellen antyder att Titan bildades genom en sammansmältning mellan två tidigare månar. En "Proto-Titan", nästan lika stor som Titan är i dag och en mindre "Proto-Hyperion." Denna sammansmältning kan förklara Titans få nedslagskratrar, som då skulle ha raderats i processen. Titans excentriska bana, som nu snabbt blir rundare, antyder en nyligen störning från Proto-Hyperion. Innan sammansmältningen kan Proto-Titan ha liknat Jupiters måne Callisto vilken är översållad av kratrar och utan atmosfär. SETI-institutets  team fann även att Proto-Hyperion innan dess försvinnande hade en luyande bana kring Saturnus avlägsna måne Iapetus vilket löste ett annat långvarigt mysterium.

Titan bildades genom att två månar slog samman anser man nu. Men varifrån kommer Saturnus ringar? Medlemmar av SETI-institutets team föreslog för över tio år sedan att ringarna är skräp från kollisioner mellan medelstora månar närmare Saturnus. Denna idé stöddes senare av simuleringar från University of Edinburgh och NASA Ames Research Center. forskare där visade att det mesta av skräpet efterhand återbildas till månar medan en del av skräpet skulle spridas inåt för att bilda ringar.

I flera år trodde man att denna inre månkollision utlöstes av solen. Men ny forskning visar att det är ytterligare ett resultat av Titan-sammanslagningen. Titans excentriska bana kan destabilisera inre månar en situation som kallas omloppsresonans, där banor linjeras och gravitationspåverkan ökar. Även om det är osannolikt som en slump, skapar Titans expanderande bana ibland dessa förhållanden. Resultatet för de mindre månar som drabbas kan bli katastrofalt: deras banor förlängs vilket leder dem mot kollisioner med grannmånar. Även om tidpunkten för denna andra katastrof är oklar, måste den ha inträffat efter Titans sammansmältning vilket stämmer överens med ringarnas uppskattade ålder på cirka 100 miljoner år.

NASAs Dragonfly-uppdrag, som anländer till Titan år 2034, kan testa hypotesen. Den kärnkraftsdrivna oktokoptern som medföljer kommer att analysera ytans geologi och kemi. Dragonfly kan då avslöja om det finns bevis för att Titan uppstod från en massiv månkollision för en halv miljard år sedan.

Studien finns att läsa på Planetary Science Journal och preprinten finns tillgänglig på arXiv: 

CDG-2 är en av de mörkaste galaxerna därute

 

Bild NASA Den ytligt svaga ljusstyrkan från CDG-2 ses inom den streckade röda cirkeln till höger vilken  domineras av mörk materia och innehåller endast en gles spridning av stjärnor. Den fullständiga bilden från NASAs Hubble-teleskop finns till vänster. NASA, ESA, Dayi Li (UToronto); Bildbehandling: Joseph DePasquale (STScI)

CDG-2, kan vara bland de mest mörkmateriadominerade galaxer som någonsin upptäckts. (Mörk materia är en osynlig form av materia som varken reflekterar, avger eller absorberar ljus.) 

Att upptäcka så svaglysande galaxer är svårt. Med hjälp av avancerade statistiska tekniker identifierade dock David Li vid University of Toronto, Kanada och hans team 10 tidigare bekräftade galaxer med svag ljusstyrka och två ytterligare mörka galaxkandidater genom att söka efter täta grupper av klotformiga stjärnhopar, kompakta, sfäriska stjärngrupper som vanligtvis kretsar kring ordinära galaxer. Dessa kluster kan signalera närvaron av en svaglysande i mörker dold stjärnpopulation.

För att bekräfta en av kandidaterna som mörk galax använde astronomerna tre observatorier: NASAs Hubble Space Telescope, ESA:s (Europeiska rymdorganisationen) Euclid rymdobservatorium och det markbaserade Subaru-teleskopet på Hawaii. Hubbles högupplösta avbildning avslöjade en närliggande samling av fyra klotformade hopar i Perseus-galaxhopen, 300 miljoner ljusår bort. Uppföljande studier av insamlad Hubble-, Euclid- och Subaru-data visade ett svagt, diffust sken runt stjärnhoparna vilket är starka bevis på en underliggande galax.

"Detta är den första galaxen som upptäckts enbart genom sin klothoppopulation," beskriver Li. "Under vanliga  antaganden representerar de fyra hoparna hela den klotformade hoppopulationen på CDG-2." Preliminär analys tyder på att CDG-2 har ljusstyrkan av ungefär 6 miljoner solliknande stjärnor, där de klotformade stjärnhoparna står för 16 % av dess synliga innehåll. Anmärkningsvärt nog verkar däremot 99 % av dess massa, som inkluderar både synlig materia och mörk materia bestå av mörk materia. Mycket av dess normala materia för att möjliggöra stjärnbildning  främst vätgas  försvann här sannolikt genom gravitationsinteraktioner med andra galaxer inne i Perseus-hopen.

En  artikel som beskriver detta vetenskapliga fynd publicerades nyligen i The Astrophysical Journal Letters