Kāpēc tumšās matērijas oreoli ir tik dīvaini: fiziķi tuvojas noslēpuma atrisināšanai

Ultradifūzās galaktikas tiek sauktas to ārkārtīgi zemā spilgtuma dēļ. Barionu sadalījums -

gāze un zvaigznes - šāda veida objektos ir spēcīgsizlādējies. Īpaši salīdzinājumā ar “parastajām” galaktikām, kurām ir līdzīga masa. Tādējādi ultradifūzai galaktikai var būt tāds pats izmērs un masa kā Piena Ceļam, bet redzamo zvaigžņu skaits ir aptuveni 1%.

Tumšās matērijas halo ir neredzamā oreolsviela, kas caurstrāvo un ieskauj galaktiku vai to kopu. Lai gan tumšā viela (kas veido 85% no Visuma) nekad nav atklāta laboratorijā, fiziķi ir pārliecināti, ka tā pastāv. Jaunā pētījumā zinātnieki mēģināja noskaidrot, kāpēc tumšās vielas halo ir tik "dīvaini".

Tumšās vielas halo retajās galaktikās

Ultradifūzās galaktikas ir daudz mazāk masīvassalīdzinot ar Piena Ceļu.Tomēr tie satur daudz gāzes, un tās masa ir daudz lielāka par kopējo zvaigžņu masu. Tas atšķiras no tā, ko astronomi novēro Piena ceļā. Ultradifūzās galaktikas ir arī liela izmēra.

NGC 1052-DF2 ir īpaši difūza galaktika. Foto: ESA/Habla

Par tumšās vielas izplatību šajās galaktikāsvar spriest pēc gāzes daļiņu kustības.Pārsteidzoši, ka pašas barionu vielas klātbūtne, pārsvarā gāzes veidā, ir (gandrīz) pietiekama, lai izskaidrotu izmērīto gāzes daļiņu ātrumu. Tas arī atstāj maz vietas tumšajai vielai iekšējos reģionos, kur atrodas lielākā daļa zvaigžņu un gāzes.

Kāpēc tas ir dīvaini?

Lūk, kas pārsteidz zinātniekus:parasto galaktiku gadījumā, kuru masas ir līdzīgas ultradifūzo galaktiku masām, ir pretējais. Tur tumšā viela dominē pār barionu. Lai kaut kā izskaidrotu šo rezultātu, pētījuma autori secināja, ka tumšās vielas halos ir jābūt zemākā "koncentrācijā". Vienkāršiem vārdiem sakot, to iekšējos apgabalos ir daudz mazāka masa nekā parastajām galaktikām.  Šajā ziņā ultradifūzo galaktiku tumšās vielas oreoli ir “dīvaini”, skaidro zinātnieki.

Šķiet, ka tādi halo ar zemu koncentrācijuir tik reti sastopamas, ka ultradifūzām galaktikām vispār nevajadzētu pastāvēt.Tomēr pēc mūsdienu skaitlisko kosmiskās struktūras veidošanās simulāciju datu izpētes zinātnieki atklāja, ka zemas koncentrācijas halo populācija ir daudz lielāka, nekā gaidīts.

Kā veicās izpēte?

Darba gaitā eksperti gāzes dinamikas jomāgalaktikas atklāja, ka īpaši difūzās galaktikas rotē lēnāk nekā parastās galaktikas ar vienādu masu. Zinātnieki interpretēja datus no mērījumiem par gāzu kustību tajās un secināja par tumšās vielas izplatību. 

NGC1052-DF2, izceltas sarkanas milzu zvaigznes. Foto: Habla

Turklāt fiziķi analizēja datuskosmosa struktūru veidošanās modelēšana. Rezultātā viņi identificēja tumšās vielas oreolus, kuriem ir tādas pašas īpašības kā ultradifūzajām galaktikām.

Kāpēc šis darbs ir svarīgs?

Astrofiziķiem ir daudz jautājumuattiecas uz nesen atklāto galaktiku veidošanos un evolūciju. Piemēram, šie īpaši izkliedētie objekti satur daudz gāzes, taču nav skaidrs, kā tā veidošanās laikā “neiestājas laikapstākļos”. Turklāt jaunā darba autori parādīja, ka šie objekti var būt jaunāki par parastajām galaktikām. Ultradifūzu veidošanās nav pietiekami pētīta, un ir nepieciešams papildu darbs.

Kas padara ultradifūzās galaktikas šādas?Interesantas ir to neparastās īpašības.Tās ir atklātas tikai nesen, taču tās palīdzēs mums saprast, kā veidojas zvaigžņu kopas un, iespējams, pat tumšās matērijas dabu.

Lasīt vairāk:

Paskatieties uz pirmajām Marsa fotogrāfijām, kuras uzņēma Vebs: tās ir burtiski žilbinošas

Noslēpumainā “zilā ķemme” jūras dzelmē mulsina zinātniekus

Zinātnieki ir nonākuši tuvu piramīdu noslēpumu atklāsmei: kā senie cilvēki spēja tās uzbūvēt