Rozmyte galaktyki karłowate mogą stanowić narzędzie do badania własności obszarów halo ciemnej materii. Okazało się, iż grupują się w sposób niezgodny najpopularniejszymi modelami powstawania galaktyk, poinformował Chiński Uniwersytet Nauki i Technologii.
Halo ciemnej materii to obszar zawierający materię związaną grawitacyjnie. Może zawierać w sobie wiele skupisk ciemnej materii. We współczesnych modelach kosmologicznych zakłada się, że halo ciemnej materii mogą zawierać galaktyki oraz że odgrywają kluczowa rolę w powstawaniu i ewolucji galaktyk. Przy czym halo ciemnej materii nie są obserwowane bezpośrednio, a jedynie wnioskuje się o ich istnieniu na podstawie wpływu, jaki wywierają na ruch gwiazd i gazu w galaktykach oraz poprzez obserwacje soczewkowania grawitacyjnego.
Prof. Wang Huiyuan z Chińskiego Uniwersytetu Nauki i Technologii (USTC) i jego zespół zbadali rozmieszczenie galaktyk karłowatych w odniesieniu do halo ciemnej materii, wskazując że mogą one być dobrym wskaźnikiem do analizy własności halo.
Naukowcy skupili się na izolowanych galaktykach karłowatych z przeglądu nieba SDSS. Okazało się, że rozmyte galaktyki karłowate wykazują nieoczekiwanie większe grupowanie wielkoskalowe w porównaniu do zwartych galaktyk karłowatych. Jest to przeciwieństwo do tego, co przypuszczano na podstawie wcześniejszych badań galaktyk masywnych.
Badacze uruchomili symulację kosmologiczną ELUCID i odkryli, iż zjawisko to ma związek z czasem kiedy powstawało dane halo ciemnej materii. A w szczególności rozmieszczenie przestrzenne rozmytych galaktyk karłowatych jest zgodne z rozmieszczeniem starych halo, natomiast w przypadku zwartych galaktyk karłowatych pasuje do młodszych halo.
Główne modele powstawania galaktyk opierają się na kosmologicznych modelach Lambda-CDM (ang. Lambda – Cold Dark Matter), zawierających ciemną energię i tzw. zimną ciemną materię. Niestety modele te nie potrafią wyjaśnić pierwszego z opisanych przypadków dotyczących galaktyk karłowatych (rozmyte galaktyki karłowate w starych halo ciemnej materii).
W ramach próby rozwiązania tego problemu, naukowcy wprowadzili model samooddziałującej ciemnej materii (ang. self-interacting dark matter, SIDM). Model ten zakłada, iż cząstki ciemnej materii oddziałują nie tylko poprzez grawitację, ale także poprzez oddziaływania niegrawitacyjne, które powodują ekspansję i osłabiają centralną siłę grawitacyjną w starych halo, pozwalając na powstawanie rozmytych galaktyk karłowatych. Z kolei w młodych halo efekty te są słabsze i faworyzowane jest powstawanie zwartych galaktyk karłowatych.
Publikacja chińskich naukowców stanowi próbę przetestowania samooddziaływań ciemnej materii, a sposobem tego testu jest analiza grupowania się galaktyk karłowatych. Wyniki sugerują, że obecne modele kosmologiczne wymagają korekt.
Wyniki badań opisano w artykule, który ukazał się w „Nature”.(PAP)
cza/ agt/
Fundacja PAP zezwala na bezpłatny przedruk artykułów z Serwisu Nauka w Polsce pod warunkiem mailowego poinformowania nas raz w miesiącu o fakcie korzystania z serwisu oraz podania źródła artykułu. W portalach i serwisach internetowych prosimy o zamieszczenie podlinkowanego adresu: Źródło: naukawpolsce.pl, a w czasopismach adnotacji: Źródło: Serwis Nauka w Polsce - naukawpolsce.pl. Powyższe zezwolenie nie dotyczy: informacji z kategorii "Świat" oraz wszelkich fotografii i materiałów wideo.
