Samanyolu ve komşusu Andromeda galaksisini saran karanlık maddenin yeni yüksek çözünürlüklü simülasyonlarından biri. Yeni çalışma, daha önce, karanlık madde simülasyonlarında Samanyolu’nu çevreleyen uydu düzleminin benzerlerini bulmaya yönelik başarısız girişimlerin, çözünürlük eksikliğinden kaynaklandığını gösteriyor. Kredi: Till Sawala/Sibelius işbirliği
Gökbilimciler, Evrenin nasıl evrimleştiğine dair anlayışımızı zorlayan olağanüstü bir sorunu çözdüklerini söylüyorlar: Evrenin yörüngesindeki sönük uydu galaksilerin uzaysal dağılımı. Samanyolu.
Bu uydu gökadalar tuhaf bir hizalanma sergiliyorlar – “uydu düzlemi” olarak adlandırılan muazzam derecede ince dönen bir düzlem üzerinde uzanıyor gibi görünüyorlar.
Görünüşte pek olası olmayan bu düzenleme, gökbilimcileri 50 yılı aşkın bir süredir şaşırttı ve birçok kişinin, Evrenin bugün olduğu gibi nasıl göründüğünü açıklamaya çalışan standart kozmolojik modelin geçerliliğini sorgulamasına yol açtı.
Şimdi, Birleşik Krallık’taki Durham ve Finlandiya’daki Helsinki Üniversiteleri tarafından ortaklaşa yürütülen yeni araştırma, uydu düzleminin, yıldız takımyıldızlarının da değişmesi gibi zamanla çözülecek kozmolojik bir tuhaflık olduğunu buldu.
Araştırmaları, uydu düzleminin standart kozmoloji modeline getirdiği zorluğu ortadan kaldırıyor.
Bu model, Evrenin oluşumunu ve şu anda gördüğümüz galaksilerin, Evrenin yaklaşık yüzde 27’sini oluşturan gizemli bir madde olan soğuk karanlık madde kümeleri içinde nasıl yavaş yavaş oluştuğunu açıklıyor.
Bulgular 19 Aralık’ta dergide yayınlandı Doğa Astronomisi.
Samanyolu’nun 11 klasik uydu gökadasının konumları ve yörüngeleri, 1 milyar yıl boyunca geçmişe ve geleceğe entegre edilmiş “yüz yüze” (üstte) ve “kenardan” (altta) yansıtılmıştır. Sağ paneller, sol panellerin yakınlaştırılmış halidir. Siyah nokta Samanyolu’nun merkezini, oklar ise uyduların gözlenen konumlarını ve hareket yönlerini gösteriyor. Şu anda bir düzlemde sıralanırken (gri yatay çizgi ile gösterilir), uydular yörüngeleri boyunca hareket ettikçe bu düzlem hızla çözülür. Kredi: Till Sawala / Sibelius işbirliği
Samanyolu’nun uyduları, galaksiyi delip geçen inanılmaz derecede ince bir düzlemde düzenlenmiş gibi görünüyor ve garip bir şekilde, tutarlı ve uzun ömürlü bir diskte dönüyorlar.
Uyduları uçak yapacak bilinen bir fiziksel mekanizma yoktur. Bunun yerine, uydu galaksilerin karanlık maddeyi izleyen kabaca yuvarlak bir konfigürasyonda düzenlenmesi gerektiği düşünülüyordu.
1970’lerde uydu düzlemi keşfedildiğinden beri, astronomlar Evren’in evrimini izleyen gerçekçi süper bilgisayar simülasyonlarında benzer yapılar bulmaya çalıştılar ancak başarılı olamadılar. Büyük patlama günümüze kadar.
Uyduların dizilişinin açıklanamaması, araştırmacıları galaksi oluşumunun soğuk karanlık madde teorisinin yanlış olabileceğini düşündürdü.
Ancak bu son araştırma, gökbilimcilerin Avrupa Uzay Ajansı’nın GAIA uzay gözlemevinden yeni verileri kullandığını gördü. GAIA, galaksimizdeki yaklaşık bir milyar yıldız (toplamın yaklaşık yüzde biri) ve ona eşlik eden sistemler için kesin konumlar ve hareket ölçümleri sağlayan Samanyolu’nun altı boyutlu bir haritasını çıkarıyor.
Bu veriler, bilim adamlarının uydu galaksilerin yörüngelerini geçmişe ve geleceğe yansıtmasına ve uçağın birkaç yüz milyon yıl içinde – kozmik zamanda sadece bir göz açıp kapayıncaya kadar – oluştuğunu ve çözüldüğünü görmesini sağladı.
Araştırmacılar ayrıca uydu uçaklarının kanıtı için yeni, özel yapım kozmolojik simülasyonları da araştırdılar.
Simülasyonlara dayalı önceki çalışmaların, uyduların Galaksinin merkezine olan uzaklıklarını dikkate almayarak yanıltıldığını fark ettiler, bu da sanal uydu sistemlerinin gerçek uydu sistemlerinden çok daha yuvarlak görünmesine neden oldu.
Bunu hesaba katarak, teleskoplarla görülene çok benzeyen bir uydu gökada düzlemine sahip birkaç sanal Samanyolu buldular.
Araştırmacılar, bunun standart kozmoloji modelinin geçerliliğine yönelik ana itirazlardan birini ortadan kaldırdığını ve karanlık madde kavramının Evren anlayışımızın temel taşı olmaya devam ettiği anlamına geldiğini söylüyor.
Çalışmanın ortak yazarı, Birleşik Krallık’taki Durham Üniversitesi Hesaplamalı Kozmoloji Enstitüsü’nde Ogden Temel Fizik Profesörü olan Profesör Carlos Frenk şunları söyledi: “Samanyolu’nun uydu gökadalarının gökyüzündeki garip hizalanması, astronomları onlarca yıldır o kadar çok şaşırttı ki kozmolojik ortodoksiye derin bir meydan okuma teşkil ettiği düşünülüyordu.
“Fakat GAIA uydusundan gelen harika veriler ve Fizik yasaları sayesinde, artık uçağın sadece tesadüfi bir hizalanma olduğunu, tıpkı Dünya’daki yıldızların takımyıldızları gibi, doğru zamanda doğru yerde bulunma meselesi olduğunu biliyoruz. gökyüzü.
“Bir milyar yıl sonra geri gelin ve uçak, günümüzün takımyıldızları gibi parçalanmış olacak.
“Soğuk karanlık madde teorisine karşı öne çıkan ana zorluklardan birini ortadan kaldırabildik. Evrenimizin evriminin son derece sadık bir tanımını sunmaya devam ediyor.”
Çalışmanın baş yazarı Helsinki Üniversitesi’nden Dr. Till Sawala şunları söyledi: “Uydu düzlemi gerçekten akıllara durgunluk veriyordu.
“Neredeyse elli yıldır devam eden bir bilmecenin onu çözmek için bir yöntem kombinasyonu ve bir araya gelmek için uluslararası bir ekip gerektirmesi belki de şaşırtıcı değil.”
Referans: Till Sawala, Marius Cautun, Carlos Frenk, John Helly, Jens Jasche, Adrian Jenkins, Peter H. Johansson, Guilhem Lavaux, Stuart McAlpine ve Matthieu Schaller tarafından yazılan “Samanyolu’nun uydu düzlemi ΛCDM ile tutarlıdır”, 19 Aralık 2022 , Doğa Astronomisi.
DOI: 10.1038/s41550-022-01856-z
Araştırma, Avrupa Araştırma Konseyi, Birleşik Krallık Bilim ve Teknoloji Tesisleri Konseyi tarafından finanse edildi ve Durham Üniversitesi’ndeki Kozmoloji Makinesi (COSMA) süper bilgisayarından kapsamlı bir şekilde yararlanıldı. COSMA, Birleşik Krallık’taki araştırmacıları desteklemek için Bilim ve Teknoloji Tesisleri Konseyi tarafından finanse edilen DiRAC Yüksek Performanslı Bilgi İşlem tesisinin bir parçası olarak Durham tarafından barındırılmaktadır.