Temná hmota v pohybu

Formace hvězd v malých trpasličích galaxiích může temnou hmotu pomalu „zahřívat“ a tlačit ji ven, naznačuje nová studie. Vlevo je hustota vodíkových plynů simulované trpasličí galaxie při pohledu shora. Správně, to samé platí pro skutečnou trpasličí galaxii, IC 1613. Při simulaci způsobuje opakovaný přítok a odtok plynu kolísání síly gravitačního pole ve středu trpasličí galaxie. Temná hmota na to reaguje migrací ze středu galaxie, což je efekt známý jako „zahřívání temné hmoty“. Obrázek přes J. Read et al.

Nejlepší novoroční dárek vůbec! Kalendář EarthSky na rok 2019

Vědci našli důkaz, že temná hmota se může zahřát a pohybovat se v důsledku formování hvězd v galaxiích. Tato zjištění poskytují první pozorovací důkaz účinku známého jako zahřívání temné hmoty a poskytují nová vodítka, co tvoří temnou hmotu. Výzkum byl publikován 3. ledna 2019 v recenzovaném časopise Měsíční oznámení Královské astronomické společnosti .

V nové práci se mezinárodní tým vědců pustil do lovu důkazů temné hmoty v centrech blízkých trpasličích galaxií. Trpasličí galaxie jsou malé, slabé galaxie, které se obvykle nacházejí na oběžné dráze větších galaxií, jako je naše vlastní Mléčná dráha. Jsou nedílnou součástí diskusí o temné hmotě, protože se zdá, že mají ještě vyšší proporce temné hmoty než větší galaxie, a protože primární teorie temné hmoty - teorie studené temné hmoty - naznačuje, že by mělo být mnohem více trpasličích galaxií obíhajících naši Mléčnou dráhu. a jiné galaxie, než byly nalezeny.

O temné hmotě se předpokládá, že tvoří významné procento hmoty vesmíru. Protože však neinteraguje se světlem stejným způsobem jako normální hmota, lze jej pozorovat pouze prostřednictvím gravitačních účinků. Klíčem k jeho studiu může být to, jak se hvězdy vytvářejí v galaxiích.

Složení vesmíru bylo určeno na základě analýzy údajů o kosmických mikrovlnných datech Planckovy mise. Obrázek přes University of Oxford / © ESA.

Když se vytvoří hvězdy, silný vítr může vytlačit plyn a prach pryč od srdce galaxie. V důsledku toho má centrum galaxie menší hmotnost, což ovlivňuje, jak velkou gravitaci pociťuje zbývající temná hmota. S menší gravitační přitažlivostí získává temná hmota energii a migruje od středu, což je efekt zvaný zahřívání temné hmoty .

Tým astrofyziků změřil množství temné hmoty ve středech 16 trpaslicových galaxií s velmi odlišnou historií vzniku hvězd. Zjistili, že galaxie, které přestaly tvořit hvězdy dávno, měly ve svých centrech vyšší hustoty temné hmoty než ty, které stále vytvářejí hvězdy dnes. To podporuje teorii, že starší galaxie měly méně zahřívání temné hmoty.

Justin Read je vedoucí autor studia a vedoucí katedry fyziky na University of Surrey. Ve svém prohlášení řekl:

Našli jsme skutečně pozoruhodný vztah mezi množstvím temné hmoty ve středech těchto malých trpaslíků a množstvím hvězdných formací, které zažili během svého života. Zdá se, že temná hmota ve středu hvězdotvorných trpaslíků byla „zahřátá“ a vytlačena ven.

Zjištění poskytují nové omezení na modelech temné hmoty: temná hmota musí být schopna tvořit trpasličí galaxie, které vykazují řadu centrálních hustot, a tyto hustoty se musí vztahovat k množství formace hvězd. Matthew Walker, spoluautor studie z Carnegie Mellon University, dodal:

Tato studie může být důkazem „kuřácké zbraně“, který nás posunuje o krok blíže k porozumění temné záležitosti. Naše zjištění, že může být zahříváno a pohybováno kolem, pomáhá motivovat hledání částice temné hmoty.

Sečteno a podtrženo: Nový výzkum naznačuje, že temná hmota může být zahřívána a pohybována kolem v důsledku formování hvězd v galaxiích.

Zdroj: Temná hmota se zahřívá v trpasličích galaxiích

Přes královskou astronomickou společnost