Astrofizikçiler, karanlık madde arayışına yardımcı olabilecek bir bulgu olan Samanyolu ile çarpışmada parçalanmış bir cüce galaksiyi yeniden inşa ettiler. Kredi: Rensselaer Politeknik Enstitüsü
Eski cüce galaksi yeniden inşa edildi [email protected] gönüllü bilgisayar
Astrofizikçiler ilk kez bir çarpışmada parçalanan bir cüce galaksinin orijinal kütlesini ve boyutunu hesapladılar.[{” attribute=””>Milky Way billions of years ago. Reconstructing the original dwarf galaxy, whose stars today thread through the Milky Way in a stellar “tidal stream,” will help scientists understand how galaxies like the Milky Way formed, and could aid in the search for dark matter in our galaxy.
“We’ve been running simulations that take this big stream of stars, back it up for a couple of billion years, and see what it looked like before it fell into the Milky Way,” said Heidi Newberg, a professor of physics, astrophysics, and astronomy at Rensselaer Polytechnic Institute. “Now we have a measurement from data, and it’s the first big step toward using the information to find dark matter in the Milky Way.”
Billions of years ago, the dwarf galaxy and others like it near the Milky Way were pulled into the larger galaxy. As each dwarf galaxy coalesced with the Milky Way, its stars were pulled by “tidal forces,” the same kind of differential forces that make tides on Earth. The tidal forces distorted and eventually ripped the dwarf galaxy apart, stretching its stars into a tidal stream flung across the Milky Way. Such tidal mergers are fairly common, and Newberg estimates that “immigrant” stars absorbed into the Milky Way make up most of the stars in the galactic halo, a roughly spherical cloud of stars that surrounds the spiral arms of the central disk.
Critically, the position and velocities of the tidal stream stars carry information about the Milky Way’s gravitational field.
Cüce galaksiyi yeniden inşa etmek, yıldız araştırmalarından, fizikten ve Newberg’in araştırmalarından elde edilen verileri birleştiren bir araştırma görevidir. [email protected] Gönüllüler tarafından bağışlanan ev bilgisayarı gücünün 1.5 petaflops (bilgisayar işleme hızının bir ölçüsü) kullanan dağıtılmış süper bilgisayar. Bu büyük miktardaki işlem gücü, farklı şekil ve büyüklükteki çok sayıda cüce gökadanın yok edilmesini simüle etmeyi ve bugün gördüğümüz gelgit yıldız akışına en uygun modeli belirlemeyi mümkün kılar.
“Bu çok büyük bir problem ve gerçekten eşleşen bir tane bulana kadar on binlerce farklı simülasyon çalıştırarak çözüyoruz. Ve bu, dünyanın her yerinden gönüllülerin bir parçası olan gönüllülerin yardımıyla elde ettiğimiz çok fazla bilgisayar gücü gerektiriyor. [email protected]” Newberg, “Kabul etmeye çalışıyoruz, ancak sorunun ne kadar karmaşık olduğu göz önüne alındığında, bu yöntemin çok değerli olduğunu düşünüyorum” dedi.
17 Şubat 2022’de yayınlandığı gibi, Astrofizik DergisiNewberg’in ekibi, bugün yıldızları Orphan-Chenab Çayı’nı oluşturan orijinal galaksinin toplam kütlesini güneşimizin kütlesinin 2 × 107 katı olarak tahmin ediyor.
Ancak, bu kütlenin sadece %1’inden biraz fazlasının yıldızlar gibi sıradan maddelerden oluştuğu tahmin edilmektedir. Geri kalanın, karanlık madde adı verilen, yerçekimi kuvveti uygulayan, ancak ışığı emmediği veya yaymadığı için göremediğimiz varsayımsal bir madde olduğu varsayılmaktadır. Karanlık maddenin varlığı, görebildiğimiz maddenin kütlesinin yerçekimsel çekimi ile galaksilerin oluşumunu ve hareketini hesaba katmak için gereken çok daha büyük çekim arasındaki uyuşmazlığı açıklayabilir. Karanlık maddenin yerçekimi kuvvetinin evrendeki maddenin %85’ini oluşturduğu tahmin edilmektedir ve cüce gökadalara düşen yıldızların gelgit akışları, karanlık maddenin gökadamızda nerede bulunduğunu belirlemek için kullanılabilir.
Dr. Newberg, “Gelgit akıntısı yıldızları, galaksimizde geçmişte konumlarını bilmenin mümkün olduğu tek yıldızlardır” dedi. “Bir gelgit akıntısı boyunca yıldızların mevcut hızlarına bakarak ve hepsinin aynı yerde ve aynı hızda hareket ettiğini bilerek, yerçekiminin o akıntı boyunca ne kadar değiştiğini anlayabiliriz. Ve bu bize Samanyolu’ndaki karanlık maddenin nerede olduğunu söyleyecek.”
Araştırma ayrıca, Orphan-Chenab akıntısının atasının, bugün gökadamızın eteklerinde ölçülen gökadalardan daha az kütleye sahip olduğunu ve bu küçük kütlenin doğrulanması halinde, küçük yıldız sistemlerinin nasıl oluştuğuna ve daha sonra bir araya geldiğine dair anlayışımızı değiştirebileceğini de ortaya koyuyor. Samanyolumuz gibi daha büyük galaksiler yapmak için.
Galaktik hale konusunda uzman olan Dr. Newberg, Samanyolu’ndaki yıldız gelgit akışlarını tanımlamada öncüdür. Bir gün bunu umuyor [email protected] parçalanmış bir cüce galaksinin özelliklerinden daha fazlasını ölçmesine yardımcı olacaktır. İdeal olarak, birçok cüce gökadayı, onların yörüngelerini ve Samanyolu gökadasının kendisinin özelliklerini aynı anda uydurmak ister. Bu hedef, küçük bir galaksinin bu gelgit akıntılarını oluşturmak için içine düşmesi ve parçalanması için gereken milyarlarca yıl boyunca galaksimizin özelliklerinin değişmesi gerçeğiyle karmaşıklaşıyor.
“Dr. Newberg ve ekibi, Samanyolu’na çekilen yıldızların yolunu titizlikle takip ederek, bize yalnızca uzun zaman önce yok olmuş bir cüce gökadayı değil, aynı zamanda gökadamızın oluşumuna ışık tutan bir görüntü oluşturuyorlar. maddenin doğası,” dedi Rensselaer Bilim Okulu’nun dekanı Curt Breneman.
Referans: “Orphan-Chenab Akıntısının Cüce-galaksi Progenitörünün Kütle ve Radyal Profilinin Tahmini [email protected]Eric J. Mendelsohn, Heidi Jo Newberg, Siddhartha Shelton, Lawrence M. Widrow, Jeffery M. Thompson ve Carl J. Grillmair, 17 Şubat 2022, Astrofizik Dergisi.
DOI: 10.3847/1538-4357/ac498a
Rensselaer’de Newberg, Eric J. Mendelsohn, Siddhartha Shelton, Jeffery M. Thompson tarafından araştırmaya katıldı. California Teknoloji Enstitüsü’nden Carl J. Grillmair ve Queen’s Üniversitesi’nden Lawrence M. Widrow da bulguya katkıda bulundu. “Orphan-Chenab Akıntısının Cüce Gökada Atasının Kütle ve Radyal Profilinin Tahmini Kullanımı [email protected]”, Ulusal Bilim Vakfı’nın desteğiyle ve Sloan Dijital Gökyüzü Anketi, Cerro Tololo Amerika Kıtası Gözlemevi’ndeki Karanlık Enerji Kamerası ve Ulusal Havacılık ve Uzay İdaresi/Kızılötesi İşleme ve Analiz Merkezi Kızılötesi Bilim Arşivi verileriyle yayınlandı. .