Solda yıldız bileşenini ve sağda (negatif olarak) halesinde bulunan karanlık maddeyi gösteren bir galaksinin görüntüsü. Katkıda bulunanlar: Gabriel Pérez Díaz, SMM (IAC) / EAGLE ekibi
Karanlık madde evrenin toplam maddesinin yaklaşık %85’ini oluşturur. Işıkla soğurma, yansıma ve emisyon yoluyla etkileşime giren sıradan maddenin aksine, karanlık madde görünmez kalıyor ve doğrudan gözlemlenmesine zorluklar çıkarıyor. Varlığı, yıldızlar, gezegenler ve çeşitli gök cisimleri gibi görünür maddeler üzerinde uyguladığı çekimsel etki yoluyla anlaşılmaktadır.
Galaksiler bu iki tür malzemeden oluşur: galaksileri çevreleyen devasa yapılar olan haleler halinde dağılmış karanlık madde ve çoğunlukla yıldızların çoğunun bulunduğu merkezi bölgelerde bulunan sıradan madde.
Geleneksel olarak galaktik evrime ilişkin gözlemsel çalışmalar, bir galaksinin kütlesinin oldukça küçük bir kısmı olmasına rağmen, sıradan maddenin rolüne odaklanmıştır. Onlarca yıldır karanlık maddenin galaksilerin evrimi üzerindeki etkisine dair teorik tahminler yapılıyordu. Ancak birçok çabaya rağmen bu konuda net bir fikir birliği sağlanamamıştır.
Karanlık Madde Araştırmalarında Çığır Açan Gelişme
Şimdi, IAC’deki bir ekip tarafından yürütülen araştırma, gözlemler kullanılarak ilk kez karanlık maddenin galaksi evrimi üzerindeki etkisini doğrulamayı başardı. Laura Scholz şöyle açıklıyor: “Karanlık maddenin galaksiler üzerinde bariz bir etkisi var çünkü onu ölçebiliyoruz, ancak galaksilerin evrimi üzerindeki bulduğumuz etki, onu gözlemsel olarak incelemek için bir tekniğimiz olmamasına rağmen önerilen bir şeydi” diye açıklıyor Laura Scholz IAC’de doktora öncesi araştırmacı ve makalenin ilk yazarı Díaz.
Karanlık maddenin etkisini incelemek için ekip, bir galaksideki yıldızların kütlesi ile onun dönüşünden anlaşılabilen ve toplam dinamik kütle adı verilen kütle arasındaki farka odaklandı. Araştırma, yıldızların yaşlarının, metal içeriğinin, morfolojisinin, açısal momentumunun ve oluşum hızının yalnızca yıldızların kütlesine değil aynı zamanda toplam kütleye de bağlı olduğunu, yani karanlık maddenin de dahil olduğunu gösterdi. halo kütlesi tahminlerine uyan bileşen.
“Eşit yıldız kütlelerine sahip galaksilerde, halenin daha fazla veya daha az karanlık madde içermesine, yani bir galaksinin oluşumundan günümüze kadar olan evriminin değişmesine bağlı olarak yıldız popülasyonlarının farklı davrandığını gördük. içinde bulunduğu hale tarafından. Eğer az ya da çok büyük bir haleye sahipse, galaksinin zaman içindeki evrimi farklı olacaktır ve bu, içerdiği yıldızların özelliklerine yansıyacaktır” diye ekliyor IAC araştırmacılarından Ignacio Martín Navarro. makalenin yazarı.
Gelecekteki Araştırma Yönergeleri
Ekip gelecekte galaksinin merkezinden farklı mesafelerdeki yıldız popülasyonlarının ölçümlerini yapmayı ve yıldızların özelliklerinin karanlık madde halesine olan bu bağımlılığın tüm yarıçaplarda korunup korunmadığını göstermeyi planlıyor. Araştırmanın bir sonraki adımı, karanlık madde haleleri ile Evrenin büyük ölçekli yapısı arasındaki ilişkinin incelenmesine olanak sağlayacak.
Scholz, “Bu karanlık madde haleleri tek başına yaratılmıyor, ‘kozmik ağ’ olarak adlandırılan büyük ölçekli yapının bir parçasını oluşturan filamentlerle birbirine bağlanıyor” diyor. “Halenin kütlesi, galaksisinin özelliğini değiştiriyor gibi görünüyor, ancak bu, her bir halenin kozmik ağ içinde işgal ettiği konumun bir sonucu olabilir. Önümüzdeki yıllarda bu büyük ölçekli yapının etkisini incelediğimiz bağlamda görmek istiyoruz” diye açıklıyor.
Bu çalışma 260 galaksiyi temel alıyor. KALİFA (Calar Alto Legacy İntegral Alan Alanı) makalenin diğer ortak yazarı Jesús Falcón Barroso’nun koordinasyonunda IAC’nin aktif olarak katıldığı uluslararası bir proje. “Bu araştırma spektral bilgi veriyor ve galaksilerin benzeri görülmemiş mekansal örtüsünü sağlıyor” diyor. “Bu galaksiler, kinematik özelliklerinin ayrıntılı ölçümlerini elde etmek için yüksek çözünürlüklü bir konfigürasyonda gözlemlendi; bu, yıldızların hareketlerini çok hassas bir şekilde incelememize ve böylece galaksilerin toplam kütlelerini çıkarmamıza olanak sağladı.”
Referans: Laura Scholz-Díaz, Ignacio Martín-Navarro, Jesús Falcón-Barroso, Mariya Lyubenova ve Glenn van de Ven, “Yıldız-toplam dinamik kütle ilişkisi boyunca yakındaki galaksilerin baryonik özellikleri”, 19 Şubat 2024, Doğa Astronomi.
DOI: 10.1038/s41550-024-02209-8