Проучването на галактиките джудже задълбочава мистерията на тъмната материя

Ново проучване на две съседи на Млечния път - джуджетата галактики Форнакс и Скулптор - разкрива плавно разпределение на тъмната материя, което предполага, че стандартният космологичен модел, показващ тъмна материя, гъсто натрупана в центровете на галактиките, може да сгреши, според октомври 17, 2011 г., съобщение за печата на Харвард-Смитсонов център за астрофизика.

Концепцията на художника за галактика джудже, гледана от повърхността на хипотетична екзопланета. Ново проучване установява, че тъмната материя в галактиките джудже се разпределя плавно, вместо да се струпва в техните центрове. Това противоречи на симулациите, използвайки стандартния космологичен модел. Кредитна снимка: Дейвид А. Агилар (CfA)

Както всички галактики, и в нашия Млечен път е дом на странна субстанция, наречена тъмна материя. Тъмната материя е невидима, предавайки присъствието си само чрез гравитационното си дърпане. Без тъмна материя да ги държи заедно, бързите звезди на нашата галактика щяха да летят във всички посоки. Природата на тъмната материя е загадка, която ново проучване само е задълбочило.

Доклад на Мат Уокър (Център за астрофизика в Харвард-Смитсониан) и съавтор Хорхе Пенярубия (Университета в Кеймбридж, Обединеното кралство), описващ изследването, беше приет за публикуване в The Astrophysical Journal . Водещият автор Мат Уокър каза:

След приключване на това изследване ние знаем по-малко за тъмната материя, отколкото преди.

Стандартният космологичен модел описва вселена, доминирана от тъмна енергия и тъмна материя. Повечето астрономи приемат, че тъмната материя се състои от „студени“ (бавно движещи се) екзотични частици, които се скупчават гравитационно. С течение на времето тези бучки от тъмна материя растат и привличат нормална материя, образувайки галактиките, които виждаме днес.

Космолозите използват мощни компютри, за да симулират този процес. Техните симулации показват, че тъмната материя трябва да бъде плътно опакована в центровете на галактиките.

Уокър заяви:

Нашите измервания противоречат на основното прогнозиране за структурата на студената тъмна материя в джудже галактики. Освен ако теоретиците не могат да променят това предсказване, студената тъмна материя е в противоречие с нашите данни от наблюденията.

Галактиките джудже са съставени от до 99 процента тъмна материя и само един процент нормална материя като звезди. Това несъответствие прави галактиките джуджета идеални цели за астрономите, които се стремят да разберат тъмната материя.

Галактиката джудже Форнакс, една от двете галактики джудже в изследването на тъмната материя. Image Credit: ESO / Digitized Sky Survey 2

Уокър и Пенярубия анализираха разпределението на тъмната материя в две съседи на Млечния път: галактиките джуджета Форнакс и Скулптор. Тези галактики притежават един милион до 10 милиона звезди, в сравнение с около 400 милиарда в нашата галактика. Екипът измери локациите, скоростите и основните химични състави от 1500 до 2500 звезди.

Peñarrubia обясни:

Звезди в джудже галактика се роят като пчели в кошер, вместо да се движат по хубави, кръгли орбити като спирална галактика. Това прави много по-трудно да се определи разпределението на тъмната материя.

Техните данни показват, че и в двата случая тъмната материя е разпределена равномерно в сравнително голям регион, на няколко стотин светлинни години. Това противоречи на прогнозата, че плътността на тъмната материя трябва рязко да се увеличи към центровете на тези галактики.

Pe arrubia каза:

Ако галактиката джудже беше праскова, стандартният космологичен модел казва, че в центъра трябва да намерим тъмна материя. Вместо това първите две галактики джуджета, които проучихме, са като безстопанствени праскови.

Някои предполагат, че взаимодействията между нормална и тъмна материя могат да разпространят тъмната материя, но настоящите симулации не показват, че това се случва в галактики джуджета. Новите измервания предполагат, че или нормалната материя влияе върху тъмната материя повече от очакваното, или тъмната материя не е „студена“. Екипът се надява да установи кое е вярно, като изучава повече галактики джуджета, особено галактики с още по-висок процент тъмна материя.

Долен ред: Мат Уокър (Център за астрофизика в Харвард-Смитсониан) и съавтор Хорхе Пеякарбубия (Университета в Кеймбридж, Обединеното кралство) проучиха тъмната материя в галактиките джуджета Форнакс и Скулптор и откриха, че тъмната материя не е разпределена като прогнозира стандартният космологичен модел. В прессъобщение на Харвард-Смитсонианския център за астрофизика от 17 октомври 2011 г. се казва, че новите данни противоречат на прогнозата, че плътността на тъмната материя трябва рязко да се увеличи към центровете на тези галактики.

Via Harvard-Smithsonian Center of Astrophysics

Малък Магеланов облак: близка галактика джудже

Космическият телескоп Хъбъл преброява тъмната материя

Бари Бариш търси лов на тъмна материя в нашата вселена

Зомби звезди ключови за измерване на тъмната енергия

Дейвид Шлегел казва, че BOSS ще картографира мащабна структура на Вселената