Ultradiffusseja galakseja kutsutaan ns. niiden erittäin alhaisen valoisuuden vuoksi. Baryonijakauma -
Pimeän aineen halo on näkymätön sädekehäaine, joka läpäisee galaksin tai niiden joukon ja ympäröi sitä. Vaikka pimeää ainetta (joka muodostaa 85 % maailmankaikkeudesta) ei ole koskaan havaittu laboratoriossa, fyysikot ovat varmoja, että se on olemassa. Uudessa tutkimuksessa tutkijat yrittivät selvittää, miksi pimeän aineen halo on niin "outo".
Pimeän aineen halo harvinaisissa galakseissa
Ultradiffuusi galaksit ovat paljon vähemmän massiivisiaLinnunrataan verrattuna. Ne sisältävät kuitenkin paljon kaasua ja sen massa on paljon suurempi kuin tähtien kokonaismassa. Tämä eroaa siitä, mitä tähtitieteilijät havaitsevat Linnunradalla. Ultraradifuusigalaksit ovat myös kooltaan suuria.
NGC 1052-DF2 on ultradiffuusi galaksi. Kuva: ESA/Hubble
Pimeän aineen jakautumisesta näissä galakseissavoidaan päätellä kaasuhiukkasten liikkeen perusteella.Yllättäen itse baryonisen aineen läsnäolo, pääasiassa kaasun muodossa, riittää (melkein) selittämään kaasuhiukkasten mitatun nopeuden. Se jättää myös vähän tilaa pimeälle aineelle sisäalueilla, missä suurin osa tähdistä ja kaasusta löytyy.
Miksi se on outoa?
Tämä ihmetyttää tutkijat:tavallisten galaksien tapauksessa, joiden massat ovat samankaltaisia kuin ultradiffuusien galaksien massat, on päinvastoin. Siellä pimeä aine hallitsee baryonista ainetta. Tämän tuloksen jotenkin selittämiseksi tutkimuksen tekijät päättelivät, että pimeän aineen halojen tulisi olla pienemmässä "pitoisuudessa". Yksinkertaisesti sanottuna ne sisältävät paljon vähemmän massaa sisäalueilla kuin tavallisissa galakseissa. Tässä mielessä ultradiffuusien galaksien pimeän aineen halot ovat "outoja", tutkijat selittävät.
Näyttäisi siltä, että tällaiset halot alhaisella pitoisuudellaovat niin harvinaisia, että ultradiffuuseja galakseja ei pitäisi olla ollenkaan. Tutkittuaan nykyaikaisten numeeristen simulaatioiden tietoja kosmisen rakenteen muodostumisesta tiedemiehet kuitenkin havaitsivat, että matalapitoisten halojen populaatio on paljon odotettua suurempi.
Miten tutkimus sujui?
Työn aikana kaasudynamiikan asiantuntijatgalaksit havaitsivat, että ultradiffuusi galaksit pyörivät hitaammin kuin tavalliset galaksit, joilla on sama massa. Tutkijat tulkitsevat dataa kaasun liikkumisesta niissä ja päättelivät pimeän aineen jakautumisesta.
NGC1052-DF2, punaiset jättiläistähdet korostettuina. Kuva: Hubble
Lisäksi fyysikot analysoivat tiedottilarakenteiden muodostumisen mallinnus. Tämän seurauksena he tunnistivat pimeän aineen haloja, joilla on samat ominaisuudet kuin ultradiffuuseilla galakseilla.
Miksi tämä työ on tärkeä?
Astrofyysikoilla on monia kysymyksiääskettäin löydettyjen galaksien muodostumista ja kehitystä. Esimerkiksi nämä erittäin diffuusi esineet sisältävät paljon kaasua, mutta ei ole selvää, kuinka se ei "sää" muodostumisen aikana. Lisäksi uuden työn tekijät osoittivat, että nämä esineet voivat olla nuorempia kuin tavalliset galaksit. Ultradiffuusien muodostumista ei ole tutkittu riittävästi, ja lisätyötä tarvitaan.
Mikä tekee ultradiffuusisista galakseista tällaisia?Mielenkiintoista on niiden epätavalliset ominaisuudet. Ne on löydetty vasta äskettäin, mutta ne auttavat meitä ymmärtämään, kuinka tähtiklusterit muodostuvat ja ehkä jopa pimeän aineen luonne.
Lue lisää:
Katso Webbin ensimmäisiä kuvia Marsista: ne ovat kirjaimellisesti häikäiseviä
Salaperäinen "sininen goo" meren pohjassa hämmentää tutkijoita
Tiedemiehet ovat tulleet lähelle pyramidien salaisuuksien paljastamista: kuinka muinaiset ihmiset pystyivät rakentamaan niitä