Przejdź do głównej zawartości

Polowanie na ciemną materię w najmniejszej galaktyce we Wszechświecie

Astronomowie stworzyli nową metodę pomiaru ilości ciemnej materii w maleńkiej galaktyce karłowatej.


Ciemna materia stanowi większość masy Wszechświata, jednak wciąż pozostaje ona nieuchwytna. W zależności od właściwości może być gęsto skupiona w centrach galaktyk lub bardziej płynnie rozmieszczona na większych skalach. Porównując rozkład materii w galaktykach w szczegółowych modelach, naukowcy mogą testować lub wykluczać różne kandydatury na ciemną materię.

Największe ograniczenia dotyczące ciemnej materii pochodzą od najmniejszych galaktyk we Wszechświecie, galaktyk karłowatych. Najmniejsze z nich składają się z zaledwie kilku tysięcy czy dziesiątek tysięcy gwiazd, tak zwanych „ultra słabych” karłów. Takie maleńkie galaktyki, krążące blisko Drogi Mlecznej, składają się prawie wyłącznie z ciemnej materii. Gdyby rozmieszczenie ciemnej materii w tych maleńkich galaktykach mogło zostać wyznaczone, dostarczyłoby to nowych, ekscytujących informacji na temat jej natury. Ponieważ są całkowicie pozbawione gazu i zawierają bardzo niewiele gwiazd, do niedawna nie było realnych metody dokonywania takich pomiarów.

W badaniu opublikowanym przez Monthly Notices of the Royal Astronomical Society (MNRAS), zespół naukowców opracował nową metodę obliczania gęstości ciemnej materii w galaktykach karłowatych, nawet jeżeli nie zawierają one gazu i mają bardzo niewiele gwiazd. Kluczem do tej metody jest wykorzystanie jednej lub kilku gęstych gromad gwiazd krążących blisko środka takiej galaktyki.

Gromady gwiazd są grawitacyjnie związanymi skupiskami gwiazd orbitujących wewnątrz galaktyk. W przeciwieństwie do galaktyk, gromady gwiazd są tak gęste, że ich składniki grawitacyjnie się rozpraszają, co powoduje ich powolną ekspansję. Zespół naukowców dokonał kluczowego odkrycia, gdy astronomowie zdali sobie sprawę, że tempo rozszerzania zależy od rozkładu ciemnej materii w galaktyce macierzystej. Badacze wykorzystali duży zbiór symulacji komputerowych, aby pokazać, w jaki sposób struktura gromady gwiazd jest wrażliwa na to, czy ciemna materia jest gęsto upakowana w centrum galaktyki, czy bardziej płynnie rozmieszczona. Następnie zespół zastosował swoją metodę do niedawno odkrytej ultra słabej galaktyki karłowatej, Erydan II, znajdując o wiele mniej ciemnej materii, niż przewidywało by to wiele modeli. 

Prof. Justin Read, współautorka badania mówi: „Trudno nam zrozumieć wyniki dotyczące Erydan II jeżeli ciemna materia zawiera słabo oddziałującą „zimną” cząsteczkę – obecnie preferowany model ciemnej materii. Jedna z możliwości jest taka, że ciemna materia w samym centrum Erydana II została „podgrzana” przez gwałtowne formowanie się gwiazd, jak to sugerują niektóre z ostatnich modeli numerycznych. Bardziej kusząca jest jednak możliwość, że ciemna materia jest bardziej złożona, niż przypuszczaliśmy do tej pory.”

Opracowanie:
Agnieszka Nowak

Źródło:

Popularne posty z tego bloga

Wykryto największą eksplozję w historii Wszechświata

Naukowcy badający odległą gromadę galaktyk odkryli największą eksplozję obserwowaną we Wszechświecie od czasów Wielkiego Wybuchu.

Wybuch pochodził z supermasywnej czarnej dziury w centrum odległej o setki milionów lat świetlnych stąd galaktyki. W trakcie eksplozji zostało uwolnione pięć razy więcej energii, niż przy poprzednim ówczesnym najpotężniejszym wybuchu.
Astronomowie dokonali tego odkrycia przy użyciu danych z obserwatorium rentgenowskiego Chandra i XMM-Newton, a także danych radiowych z Murchison Widefield Array (MWA) w Australii i Giant Metrewave Radio Telescope (GMRT) w Indiach.
Ten potężny wybuch został wykryty w gromadzie galaktyk Ophiuchus, która znajduje się około 390 mln lat świetlnych stąd. Gromady galaktyk to największe struktury we Wszechświecie utrzymywane razem przez grawitację, zawierające tysiące pojedynczych galaktyk, ciemną materię i gorący gaz.
W centrum gromady Ophiuchus znajduje się duża galaktyka zawierająca supermasywną czarną dziurę. Naukowcy uważają, że źró…

Odkryto najbliższą znaną „olbrzymią planetę niemowlęcą”

Nowonarodzona masywna planeta znajduje się zaledwie 100 parseków od Ziemi.

Naukowcy odkryli nowonarodzoną masywną planetę bliższą Ziemi niż jakikolwiek tego typu obiekt w podobnym wieku. Olbrzymia niemowlęca planeta, nazwana 2MASS 1155-7919 b, znajduje się w asocjacji Epsilon Chamaeleontis i leży tylko około 330 lat świetlnych od naszego Układu Słonecznego.
„Ciemny, chłodny obiekt, który znaleźliśmy, jest bardzo młody i ma zaledwie 10 mas Jowisza, co oznacza, że prawdopodobnie patrzymy na planetę niemowlęcą, być może wciąż w fazie formowania się. Chociaż zostało odkrytych wiele innych planet podczas misji Kepler i innych podobnych, prawie wszystkie z nich są planetami ‘starymi’. Obiekt ten jest jednocześnie czwartym lub piątym przykładem planety olbrzymiej krążącej tak daleko od swojej gwiazdy macierzystej. Teoretycy usiłują wyjaśnić, w jaki sposób się tam uformowały lub jak tam dotarły” – powiedziała Annie Dickson-Vandervelde, główna autorka pracy.
Do odkrycia naukowcy wykorzystali dane…

Czy rozwiązano tajemnicę ekspansji Wszechświata?

Badacz z Uniwersytetu Genewskiego rozwiązał naukową kontrowersję dotyczącą tempa ekspansji Wszechświata, sugerując, że na dużą skalę nie jest ono całkowicie jednorodne.


Ziemia, Układ Słoneczny, cała Droga Mleczna i kilka tysięcy najbliższych nam galaktyk porusza się w ogromnym „bąblu” o średnicy 250 mln lat świetlnych, gdzie średnia gęstość materii jest o połowę mniejsza niż w pozostałej części Wszechświata. Taka jest hipoteza wysunięta przez fizyka teoretyka z Uniwersytetu Genewskiego (UNIGE) jako rozwiązanie zagadki, która od dziesięcioleci dzieli społeczność naukową: z jaką prędkością rozszerza się Wszechświat? Do tej pory co najmniej dwie niezależne metody obliczeniowe osiągnęły dwie wartości różniące się o około 10% z odchyleniem, które jest statystycznie nie do pogodzenia. Nowe podejście usuwa tę rozbieżność bez korzystania z „nowej fizyki”.
Wszechświat rozszerza się od czasu Wielkiego Wybuchu, który miał miejsce 13,8 mld lat temu – propozycja po raz pierwszy przedstawiona przez b…