ADM-1 ve ADM-2’de (sol paneller) ADM gazının ve CDM ve CDM-NF’de (sağ paneller) baryonik gazın sıcaklık ve yüzey yoğunluğu dağılımlarını gösteren dört panel. Her panelin solu: CGM ölçeğinde z ∼ 1’de (350 comoving kpc görüş alanı) gaz sıcaklığı dağılımı. Daha koyu akış çizgilerinin daha yüksek hızları gösterdiği gazın hız alanı ile kaplanmıştır. Soğutma fiziği ve yerçekimi, bu ölçekte gazın termal özelliklerini belirler. Büyüklük sırasına göre daha güçlü soğutma verimliliği nedeniyle ADM-2’deki ADM gazı, z ∼ 1’de daha güçlü soğutma akışları ve gecikmiş iç CGM virializasyonu sergileyerek diğer üç durumdan farklıdır. Her bir panelin sağında: Merkezi haledeki soğuk, nötr gazın yüzey yoğunluğu (30 komoving kpc görüş alanı). Hem önden hem de yandan görünümler gösterilir. Nötr gaz dağılımları, CGM’den gaz birikmesine, yıldız oluşumundan gelen geri beslemeye (CDM, ADM-1 ve ADM-2 simülasyonlarındaki baryonik gaz için geçerlidir) ve ayrıca gazın termal kararsızlığına duyarlıdır. CDM’deki baryonlar için, z ∼ 1’de genişletilmiş, birlikte dönen bir gaz diski zaten oluşuyor. ADM-1 ve ADM-2 için, CGM’den toplanan soğuk gaz akımlarıyla çevrili kompakt ADM gaz diskleri buluyoruz. merkezi diskin açısal momentumu. CDM-NF’deki baryonlar, muhtemelen Şekil 1’deki helyum zirvesi yoluyla artan birikim nedeniyle, bu kırmızıya kaymada ADM vakalarından daha geniş bir gaz diski sergiler. Kredi: arXiv (2023). DOI: 10.48550/arxiv.2304.09878
Teorik astrofizikçilerden oluşan bir ekip, karanlık atomları oluşturmak için birleşen varsayımsal bir karanlık madde biçimini ayrıntılı olarak inceledi. Karanlık atomların varlığının galaksilerin evrimini büyük ölçüde etkileyebileceğini buldular.
Evrendeki maddenin büyük çoğunluğunu anlamıyoruz. Biz buna karanlık madde diyoruz ama elimizdekinin en iyisi bu. Bildiğimiz kadarıyla karanlık madde, şu anda modern fizik tarafından bilinmeyen yeni türde bir parçacıktan oluşuyor. Parçacık ne olursa olsun, ışıkla etkileşmez ve yerçekimi kuvveti dışında normal maddeyle etkileşmez.
Bu gizemli maddeyi anlama eksikliğimiz göz önüne alındığında, teorik modellerimizde oynayabileceğimiz çok yer var. Bu modellerden bazıları, karanlık maddenin evreni dolduran tek bir parçacık türünden yapılmadığını öne sürüyor. Bunun yerine, birçok farklı türde parçacıktan oluşabilir. Ayrıca, yalnızca karanlık madde parçacıkları arasında işleyen, aşina olduğumuz dördünün ötesinde yeni doğa güçleri de olabilir.
Bu resimde, karanlık maddenin çeşitli bileşenleri, karanlık atomları ve hatta molekülleri ve daha karmaşık yapıları oluşturmak için bir araya toplanabilir. En önemlisi, bu modellerde karanlık madde çok sıkı bir şekilde bir araya toplanabilir. Araştırmacılardan oluşan bir ekip, galaksilerin evriminin simülasyonlarını kullanarak bu karanlık atom modellerinin gözlemsel sonuçlarını keşfetmek için bu gerçeği kullandı.
Atomik karanlık maddenin, tipik galaksideki yıldız diskiyle birlikte gitmek için bir “gölge disk” oluşturarak çok hızlı bir şekilde topaklanabileceğini buldular. Oradan, karanlık atomlar kümelenmeye devam ederek, karanlık yıldızlara ve kara deliklere eşdeğer oluşturur. Hatta hızla galaksinin çekirdeğine batabilir ve oradaki yoğunluğu hızla artırabilir.
Atomik karanlık maddenin tüm bu etkileri kozmolojik ölçeklerde görünmez olacaktır. Ancak galaksideki yıldızların evrimini büyük ölçüde etkilerler. Yıldızlar, malzemenin çökmesinden oluşur ve herhangi bir yerçekimi etkisi, yıldız oluşumunun yörüngesini etkileyebilir.
Araştırmacılar, yalnızca tek bir karanlık madde bileşeni içeren bir galaksiye karşı karanlık atomlar içeren bir galaksideki yıldız oluşum oranlarında ve yıldızların popülasyonunda ve dağılımında farklılıklar buldular. Araştırmacılar, bu sonuçların, evrenimize hakim olan bu gizemli maddeyi daha fazla tespit etmek için yararlı olacağını umuyorlar.
Araştırma şu adreste yayınlandı: arXiv ön baskı sunucusu.
Daha fazla bilgi:
Sandip Roy ve diğerleri, Samanyolu Analoglarında Atomik Karanlık Madde Simülasyonu, arXiv (2023). DOI: 10.48550/arxiv.2304.09878
Alıntı: Karanlık madde, karanlık atomlar yapabilir, diyor teorik astrofizikçiler (2023, 12 Mayıs), https://phys.org/news/2023-05-dark-atoms-theoretical-astrophysicists.html adresinden 13 Mayıs 2023 tarihinde alındı
Bu belge telif haklarına tabidir. Kişisel çalışma veya araştırma amaçlı adil ticaret dışında, yazılı izin olmaksızın hiçbir bölüm çoğaltılamaz. İçerik sadece bilgilendirme amaçlıdır.