Astronomer kan inte se det men de vet att det finns där ute på grund av förvrängningar som orsakas av dess gravitation. Det uttalandet beskriver mörk materia, den svårfångade substansen som forskare har uppskattat utgör cirka 25 % av vårt universum och varken avger eller absorberar ljus. Men den beskriver också en avlägsen, liten galax som ligger cirka 10 miljarder ljusår från jorden. Denna galax kan inte ses i teleskop, men astronomer kunde upptäcka dess närvaro genom de små förvrängningar som görs i ljuset som passerar den. Denna mörka galax är det mest avlägsna objekt med lägsta massa som någonsin upptäckts, och astronomer säger att det kan hjälpa dem att hitta liknande objekt och bekräfta eller förkasta nuvarande kosmologiska teorier om universums struktur.
'Nu har vi en mörk satellit [galax], säger Simona Vegetti, en postdoktor vid Massachusetts Institute of Technology, som ledde upptäckten. 'Men anta att vi inte hittar tillräckligt med dem - då måste vi ändra egenskaperna hos mörk materia. Eller så kanske vi hittar så många satelliter som vi ser i simuleringarna, och det kommer att berätta för oss att mörk materia har de egenskaper vi tror att den har.'
Denna dvärggalax är en satellit från en avlägsen elliptisk galax, kallad JVAS B1938 + 666. Teamet letade efter svaga eller mörka satelliter från avlägsna galaxer med hjälp av gravitationslinser, och gjorde sina observationer med Keck II-teleskopet på Mauna Kea på Hawaii, tillsammans med teleskopets adaptiva optik för att begränsa distorsionerna från vår egen atmosfär.
De hittade två galaxer i linje med varandra, sett från jorden, och det närmaste objektets gravitationsfält avledde ljuset från det mer avlägsna objektet (JVAS B1938 + 666) när ljuset passerade genom den mörka galaxens gravitationsfält, vilket skapade en förvrängd bild som kallas en 'Einstein-ring'.
Med hjälp av data från denna effekt visade sig massan av den mörka galaxen vara 200 miljoner gånger solens massa, vilket liknar massan av satellitgalaxerna som finns runt vår egen Vintergatan. Einsteinringens storlek, form och ljusstyrka beror på fördelningen av massa genom linsgalaxen i förgrunden.
Nuvarande modeller tyder på att Vintergatan bör ha cirka 10 000 satellitgalaxer, men endast 30 har observerats. 'Det kan vara så att många av satellitgalaxerna är gjorda av mörk materia, vilket gör dem svåra att upptäcka, eller så kan det finnas ett problem med hur vi tror att galaxer bildas,' sa Vegetti.
Dvärggalaxen är en satellit, vilket betyder att den klamrar sig fast vid kanterna på en större galax. Eftersom den är liten och större delen av galaxernas massa inte består av stjärnor utan av mörk materia, kan avlägsna objekt som denna galax vara mycket svaga eller till och med helt mörka.
'Av flera anledningar lyckades den inte bilda många eller några stjärnor, och därför förblev den mörk,' sa Vegetti.
Vegetti och hennes team planerar att använda samma metod för att leta efter fler satellitgalaxer i andra delar av universum, vilket de hoppas ska hjälpa dem att upptäcka mer information om hur mörk materia beter sig.
Deras forskning publicerades i veckans upplaga avNatur.
Lagets papper finns här.
Källor: Keck Observatory , UC Davis, MED