Ciemna materia… Jeśli nie można jej zobaczyć, to skąd wiemy, że tam jest? Gdyby nie skutki grawitacji, nie zrobilibyśmy tego. Ale jak się zachowuje i jak jest rozprowadzany w jednym z największych kosmicznych kryptogramów ze wszystkich. Nawet przy nowych badaniach wydaje się, że pytań jest więcej niż odpowiedzi!
„Po ukończeniu tego badania wiemy mniej o ciemnej materii niż wcześniej”, powiedział główny autor Matt Walker, Hubble Fellow z Harvard-Smithsonian Center for Astrophysics.
Ogólnie przyjmuje się, że nasz Wszechświat składa się głównie z ciemnej materii i ciemnej energii. Z tego pierwszego uważa się go za „zimne”, dostojne egzotyczne cząstki, które łączą się w wyniku grawitacji. W miarę ewolucji te „grudki” ciemnej materii przyciągają następnie „normalną” materię, która tworzy dzisiejsze struktury galaktyk. Za pomocą modelowania komputerowego astronomowie przeprowadzili symulację tego procesu wzrostu, który stwierdza, że centra galaktyczne powinny być zwarte ciemną materią. Jednak te modele nie są zgodne z ustaleniami. Mierząc dwie galaktyki karłowate, naukowcy znaleźli zamiast tego równomierny rozkład.
„Nasze pomiary są sprzeczne z podstawową prognozą dotyczącą struktury zimnej ciemnej materii w galaktykach karłowatych. O ile teoretycy nie będą w stanie zmodyfikować tej prognozy, zimna ciemna materia jest niezgodna z naszymi danymi obserwacyjnymi - stwierdził Walker.
Po co badać karła zamiast spirali? W tym przypadku galaktyka karłowata jest idealnym kandydatem ze względu na swój skład - 99% ciemnej materii i 1% gwiazd. Walker i jego współautor Jorge Penarrubia (University of Cambridge, Wielka Brytania) wybrali dwóch pobliskich przedstawicieli - krasnale Fornax i rzeźbiarza - do swoich badań. W porównaniu do szacowanej 400 miliardów gwiazd Drogi Mlecznej para ta ma średnio około 10 milionów. Dzięki temu zespół mógł pobrać kompleksową próbkę około 1500 do 2500 gwiazdek pod względem lokalizacji, prędkości i podstawowego składu chemicznego. Ale nawet przy zmniejszonej kwocie ten rodzaj gwiezdnej rachunkowości nie jest łatwym wyborem.
„Gwiazdy w galaktyce karłowatej roją się jak pszczoły w ulu, zamiast poruszać się po ładnych, okrągłych orbitach jak galaktyka spiralna” - wyjaśniła Penarrubia. „To znacznie utrudnia określenie rozkładu ciemnej materii.”
To, co zespół znalazł, było nieco zaskakujące. Zgodnie z technikami modelowania ciemna materia powinna zbić się w jądrze. Zamiast tego odkryli, że jest równomiernie rozłożony na odległość mierzącą kilkaset lat świetlnych.
„Gdyby galaktyka karłowata była brzoskwinią, standardowy model kosmologiczny mówi, że powinniśmy znaleźć„ jamę ”ciemnej materii w centrum. Zamiast tego pierwsze dwie galaktyki karłowate, które badaliśmy, są jak bezlitosne brzoskwinie - powiedziała Penarrubia.
Istnieje hipoteza, że interakcje między normalną a ciemną materią mogą być odpowiedzialne za rozkład, ale symulacje komputerowe wskazują, że nie powinno się to zdarzyć krasnoludowi. Nowe zapytania do nowych wyników? Tak. To objawienie może sugerować, że ciemna materia nie zawsze jest „zimna” i że na normalną materię może mieć nieoczekiwany wpływ.
Źródło oryginalnej historii: Harvard Smithsonian Center for Astrophysics News Release. Do dalszego czytania: Metoda pomiaru (nachylenia) profili masy karłowatych galaktyk sferoidalnych.
