Γιατί τα φωτοστέφανα της σκοτεινής ύλης είναι τόσο περίεργα: οι φυσικοί πλησιάζουν περισσότερο στην επίλυση του μυστηρίου

Οι υπερδιάχυτοι γαλαξίες ονομάζονται έτσι λόγω της εξαιρετικά χαμηλής φωτεινότητάς τους. Κατανομή Baryon -

αέριο και αστέρια - σε αντικείμενα αυτού του τύπου υπάρχει μια ισχυρήαποφορτίστηκε. Ειδικά σε σύγκριση με τους «συνηθισμένους» γαλαξίες, που έχουν παρόμοια μάζα. Έτσι, ένας υπερδιάχυτος γαλαξίας μπορεί να έχει το ίδιο μέγεθος και μάζα με τον Γαλαξία μας, αλλά ο αριθμός των ορατών αστεριών είναι περίπου 1%.

Ένα φωτοστέφανο της σκοτεινής ύλης είναι ένα φωτοστέφανο του αόρατουουσία που διαποτίζει και περιβάλλει έναν γαλαξία ή ένα σμήνος τους. Αν και η σκοτεινή ύλη (η οποία αποτελεί το 85% του Σύμπαντος) δεν έχει ανιχνευθεί ποτέ σε εργαστήριο, οι φυσικοί είναι βέβαιοι ότι υπάρχει. Σε μια νέα μελέτη, οι επιστήμονες προσπάθησαν να καταλάβουν γιατί το φωτοστέφανο της σκοτεινής ύλης είναι τόσο «παράξενο».

Φωτοστέφανο της σκοτεινής ύλης σε σπάνιους γαλαξίες

Οι υπερδιάχυτοι γαλαξίες έχουν πολύ μικρότερη μάζαΣε σύγκριση με τον Γαλαξία, ωστόσο, περιέχουν πολύ αέριο, και η μάζα του είναι πολύ μεγαλύτερη από τη συνολική αστρική μάζα. Αυτό είναι διαφορετικό από αυτό που παρατηρούν οι αστρονόμοι στον Γαλαξία. Οι υπερδιάχυτοι γαλαξίες είναι επίσης μεγάλοι σε μέγεθος.

Ο NGC 1052-DF2 είναι ένας υπερδιάχυτος γαλαξίας. Φωτογραφία: ESA/Hubble

Σχετικά με την κατανομή της σκοτεινής ύλης σε αυτούς τους γαλαξίεςμπορεί να κριθεί από την κίνηση των σωματιδίων αερίου Παραδόξως, η ίδια η παρουσία βαρυονικής ύλης, κυρίως με τη μορφή αερίου, είναι (σχεδόν) αρκετή για να εξηγήσει τη μετρούμενη ταχύτητα των σωματιδίων αερίου. Αφήνει επίσης ελάχιστο χώρο για τη σκοτεινή ύλη στις εσωτερικές περιοχές, όπου βρίσκονται τα περισσότερα αστέρια και το αέριο.

Γιατί είναι περίεργο;

Αυτό είναι που εκπλήσσει τους επιστήμονες:Στην περίπτωση των συνηθισμένων γαλαξιών, των οποίων οι μάζες είναι παρόμοιες με τις μάζες των υπερδιάχυτων, ισχύει το αντίθετο. Εκεί, η σκοτεινή ύλη κυριαρχεί σε σχέση με τη βαρυονική ύλη, για να εξηγήσουν με κάποιο τρόπο αυτό το αποτέλεσμα, οι συγγραφείς της μελέτης κατέληξαν στο συμπέρασμα ότι τα φωτοστέφανα της σκοτεινής ύλης θα πρέπει να είναι σε χαμηλότερη «συγκέντρωση» με απλά λόγια, περιέχουν πολύ λιγότερη μάζα στις εσωτερικές περιοχές σε σύγκριση με τους συνηθισμένους γαλαξίες.  Με αυτή την έννοια, τα φωτοστέφανα της σκοτεινής ύλης των υπερδιάχυτων γαλαξιών είναι «περίεργα», εξηγούν οι επιστήμονες.

Φαίνεται ότι τέτοια φωτοστέφανα με χαμηλή συγκέντρωσηείναι τόσο σπάνιοι που οι υπερδιάχυτοι γαλαξίες δεν θα έπρεπε να υπάρχουν καθόλου. Ωστόσο, μετά από μελέτη δεδομένων από σύγχρονες αριθμητικές προσομοιώσεις σχηματισμού κοσμικών δομών, οι επιστήμονες διαπίστωσαν ότι ο πληθυσμός των φωτοστέφανων χαμηλής συγκέντρωσης είναι πολύ μεγαλύτερος από τον αναμενόμενο.

Πώς πήγε η έρευνα;

Κατά τη διάρκεια της εργασίας, ειδικοί στον τομέα της δυναμικής αερίουοι γαλαξίες ανακάλυψαν ότι οι υπερδιάχυτοι γαλαξίες περιστρέφονται πιο αργά από τους συνηθισμένους γαλαξίες με τις ίδιες μάζες. Οι επιστήμονες ερμήνευσαν δεδομένα από μετρήσεις της κίνησης του αερίου σε αυτούς και κατέληξαν σε συμπεράσματα σχετικά με την κατανομή της σκοτεινής ύλης. 

NGC1052-DF2, τονισμένα κόκκινα γιγάντια αστέρια. Φωτογραφία: Hubble

Επιπλέον, οι φυσικοί ανέλυσαν τα δεδομέναμοντελοποίηση του σχηματισμού διαστημικών δομών. Ως αποτέλεσμα, εντόπισαν φωτοστέφανα της σκοτεινής ύλης που έχουν τις ίδιες ιδιότητες με τους υπερδιάχυτους γαλαξίες.

Γιατί είναι σημαντικό αυτό το έργο;

Οι αστροφυσικοί έχουν πολλά ερωτήματα πουαφορούν το σχηματισμό και την εξέλιξη γαλαξιών που ανακαλύφθηκαν πρόσφατα. Για παράδειγμα, αυτά τα εξαιρετικά διάχυτα αντικείμενα περιέχουν πολύ αέριο, αλλά δεν είναι ξεκάθαρο πώς δεν «καιρού» κατά τη διάρκεια του σχηματισμού. Επιπλέον, οι συγγραφείς του νέου έργου έδειξαν ότι αυτά τα αντικείμενα μπορεί να είναι νεότερα από τους συνηθισμένους γαλαξίες. Ο σχηματισμός υπερδιάχυτων δεν έχει μελετηθεί επαρκώς και απαιτείται πρόσθετη εργασία.

Τι κάνει τους υπερδιάχυτους γαλαξίες σαν αυτόν;Αυτό που είναι ενδιαφέρον είναι οι ασυνήθιστες ιδιότητές τους ανακαλύφθηκαν μόλις πρόσφατα, αλλά θα μας βοηθήσουν να καταλάβουμε πώς σχηματίζονται τα σμήνη αστεριών και ίσως ακόμη και η φύση της σκοτεινής ύλης.

Διαβάστε περισσότερα:

Δείτε τις πρώτες φωτογραφίες του Άρη που τράβηξε ο Γουέμπ: είναι κυριολεκτικά εκθαμβωτικές

Μυστηριώδες «μπλε γκού» στον βυθό της θάλασσας μπερδεύει τους επιστήμονες

Οι επιστήμονες έφτασαν κοντά στο να αποκαλύψουν τα μυστικά των πυραμίδων: πώς οι αρχαίοι άνθρωποι μπόρεσαν να τις χτίσουν