Simülasyonlarda çarpışmalar, daha küçük yıldız gruplarının malzeme kaybetmesine neden olur.
yeni bir Doğa Astronomi California Üniversitesi, Irvine ve Pomona College’dan astrofizikçiler tarafından yönetilen uluslararası bir ekip, küçük gökadalar daha büyük gökadalarla çarpıştığında, daha büyük gökadaların daha küçük gökadaları karanlık maddeden nasıl ayırdığını bildiriyor – bizim göremediğimiz madde ancak astrofizikçilerin var olması gerektiğini düşündükleri, çünkü yerçekimi etkileri olmadan, bir galaksinin yıldızlarının hareketleri gibi şeyleri açıklayamazlardı.
Bir zamanlar imkansız olduğu düşünülen karanlık madde olmadan galaksilerin nasıl var olabileceğini açıklama potansiyeline sahip bir mekanizma.
2018 yılında astrofizikçiler Shany Danieli ve Pieter van Dokkum Princeton Üniversitesi ve Yale Üniversitesi karanlık maddelerinin çoğu olmadan var gibi görünen iki galaksi gözlemledi.
En son çalışmanın ortak yazarlarından Danieli, “Karanlık maddenin büyük bir bölümünü bekliyorduk” dedi. “Dürüst olmak gerekirse oldukça şaşırtıcıydı ve bol şanstı.”
Van Dokkum ve Danieli’nin bir haberde bildirdiği şanslı keşif Doğa 2018 yılında kağıt ve Astrofizik Dergi Mektupları 2020’deki makale, galaksilerin karanlık maddeye ihtiyaç duyduğu paradigmasını kargaşaya sürükledi ve potansiyel olarak astrofizikçilerin galaksilerin nasıl çalıştığına dair standart bir model olarak görmeye başladıklarını alt üst etti.
Simüle edilmiş bir galaksi grubundaki karanlık madde dağılımı, daha yüksek karanlık madde konsantrasyonları gösteren daha parlak alanlar. Daireler, karanlık maddeden yoksun iki galaksiyle ilişkili yıldız ışığının yakın plan görüntülerini gösteriyor. Bu galaksilerin karanlık maddesi olsaydı, ana görüntüde parlak bölgeler olarak görünürlerdi. Kredi bilgileri:Morena ve ark.
Yeni makalenin baş yazarı Pomona Koleji’nde astronomi profesörü olan Jorge Moreno, “Galaksilerin karanlık maddeye sahip olduğu son 40 yıldır tespit edildi” dedi. “Özellikle, düşük kütleli gökadalar, önemli ölçüde daha yüksek karanlık madde fraksiyonlarına sahip olma eğilimindedir ve bu da Danieli’nin bulgusunu oldukça şaşırtıcı kılmaktadır. Birçoğumuz için bu, karanlık maddenin galaksilerin büyümesine nasıl yardımcı olduğuna dair mevcut anlayışımızın acil bir revizyona ihtiyaç duyduğu anlamına geliyordu.”
Ekip, yaklaşık 60 milyon ışıkyılı genişliğindeki evrenin bir parçasının evrimini simüle eden bilgisayar modelleri çalıştırdı. Büyük patlama ve bugüne kadar koşarak.
Ekip, karanlık maddeden yoksun yedi galaksi buldu. 1000 kat daha büyük kütleli komşu galaksilerle birkaç çarpışmadan sonra, malzemelerinin çoğundan sıyrıldılar ve geride yıldızlar ve bazı artık karanlık maddelerden başka bir şey bırakmadılar.
Moreno, “Saf bir şanstı,” dedi. “İlk görüntüleri yaptığım an, onları hemen Danieli ile paylaştım ve onu işbirliği yapmaya davet ettim.”
Yeni simülasyonu tasarlayan Zürih Üniversitesi’nde profesör olan Robert Feldmann, “bu teorik çalışma, karanlık madde eksikliği olan gökadaların, özellikle büyük gökadaların çevresinde çok yaygın olması gerektiğini gösteriyor” dedi.
UCI’den düşük kütleli gökadalar konusunda dünyaca ünlü bir uzman olan astrofizikçi James Bullock, kendisinin ve ekibinin, modellerini karanlık madde olmadan galaksiler yaratmak için inşa etmediklerini anlattı – söylediği bir şey modeli daha güçlü kılıyor, çünkü sonunda buldukları çarpışmaları yaratmak için tasarlanmamıştı. Bullock, “Etkileşimleri önceden varsaymıyoruz” dedi.
Karanlık maddeden yoksun galaksilerin çok fazla karanlık maddenin olduğu bir evrende açıklanabileceğini doğrulamak, kariyeri ve orada keşfettiği her şey, galaksilerin bu şekilde davranmasını sağlayan şeyin karanlık madde olduğuna bağlı olan Bullock gibi araştırmacılar için rahat bir nefes alıyor. .
“Karanlık madde içermeyen galaksilerin olduğu gözlemi beni biraz endişelendirdi.” dedi Bullock. “Evrendeki maddenin çoğunun karanlık olduğu, onlarca yıllık sıkı çalışmayla geliştirilen başarılı bir modelimiz var. Doğanın bizi kandırıyor olma olasılığı her zaman vardır.”
Ancak Moreno, “standart karanlık madde paradigmasından kurtulmanız gerekmiyor” dedi.
Artık astrofizikçiler bir galaksinin karanlık maddesini nasıl kaybedebileceğini bildiğine göre, Moreno ve işbirlikçileri, bulguların gece gökyüzüne bakan araştırmacılara, karanlık maddeyi daha küçük olanlardan ayırma sürecinde olabilecekleri gerçek dünyadaki devasa galaksileri aramak için ilham vermesini umuyorlar. .
Bullock, “Yine de bu modelin doğru olduğu anlamına gelmiyor” dedi. “Gerçek bir test, bu şeylerin tahminlerimizle eşleşen sıklık ve genel özelliklerle var olup olmadığını görmek olacaktır.”
Bu yeni çalışmanın bir parçası olarak, yerli kökleri olan Moreno, yedi Cherokee klanının onuruna simülasyonlarında bulunan yedi karanlık madde içermeyen galaksiyi adlandırmak için Cherokee liderlerinden izin aldı: Bird, Blue, Deer, Long Hair, Paint , Yabani Patates ve Kurt.
“Bu galaksilerle kişisel bir bağlantı hissediyorum” diyen Moreno, daha büyük gökadaların daha küçük gökadaları karanlık maddelerini çaldığı gibi, “yerli soydan gelen birçok insan kültürümüzden sıyrıldı. Ama özümüz kaldı ve hala gelişiyoruz.”
Referans: Jorge Moreno, Shany Danieli, James S. Bullock, Robert Feldmann, Philip F. Hopkins, Onur Çatmabacak, Alexander Gurvich, Alexandres Lazar, Courtney Klein, Cameron B tarafından “Kozmolojik bir simülasyonda yakın karşılaşmalar tarafından üretilen karanlık maddeden yoksun galaksiler” Hummels, Zachary Hafen, Francisco J. Mercado, Sijie Yu, Fangzhou Jiang, Coral Wheeler, Andrew Wetzel, Daniel Anglés-Alcázar, Michael Boylan-Kolchin, Eliot Quataert, Claude-André Faucher-Giguère ve Dušan Kereš, 14 Şubat 2022, Doğa Astronomi.
DOI: 10.1038/s41550-021-01598-4
Çalışma için fon Ulusal Bilim Vakfı’ndan, Moreno’ya Pomona Koleji’nden ve Harry ve Grace Steele Vakfı’ndan ve Danieli için NASA Hubble Bursu aracılığıyla NASA sözleşmesi NAS5-26555 kapsamında Astronomi Araştırma Üniversiteleri Birliği tarafından işletilen Uzay Teleskobu Bilim Enstitüsü tarafından verilen HST-HF2-51454.001-A hibesi aracılığıyla. Diğer ortak çalışanlar arasında tümü UCI’den Francisco Mercado, Courtney Klein ve Zachary Hafen yer alıyor.