Galaktyki karłowate: kluczowe laboratoria do badania ciemnej materii

W czasopiśmie Nature Astronomy opublikowano pracę opisującą najnowsze wyniki badań nad poszukiwaniem ciemnej materii w galaktykach karłowatych Grupy Lokalnej.

Optyczny obraz karłowatej galaktyki sferoidalnej Sombrero - NGC 253 (po lewej) wraz z ilustracją sygnału promieniowania gamma, który może pochodzić od ciemnej materii anihilującej wewnątrz galaktyki (po prawej). Źródło: Obraz po lewej: Giuseppe Donatiello. Obraz po prawej: NASA/DOE/Fermi LAT.

Ciemna materia w galaktykach karłowatych jest tematem artykułu przeglądowego opublikowanego 16 maja 2022 roku w czasopiśmie Nature Astronomy, w kolekcji artykułów, która od grudnia 2021 roku poświęcona będzie najmniejszym galaktykom, zarówno pod względem masy, jak i rozmiarów, w naszym Wszechświecie. Galaktyki karłowate są najliczniejsze i formują się jako pierwsze, dlatego uważa się je za kluczowe laboratoria do badania wielu otwartych kwestii w astrofizyce, w tym istnienia i właściwości ciemnej materii.

Od kilku dziesięcioleci badania dynamiki galaktyk skłaniają naukowców do wysunięcia hipotezy, że tylko mniejszość ich masy stanowi materia świecąca (materia zbudowana ze „zwykłych” cząsteczek), a większość składa się z „ciemnej materii, która nie emituje ani nie absorbuje promieniowania elektromagnetycznego, i której natura jest wciąż nieznana. W szczególności w galaktykach karłowatych masa ciemnej materii może być od kilkudziesięciu do kilku tysięcy razy większa od masy materii świecącej.

Opublikowany artykuł dotyczy w szczególności ruchów gwiazd w tych galaktykach karłowatych, które znajdują się w Grupie Lokalnej, czyli w naszym sąsiedztwie, oraz wykorzystania tych ruchów do wnioskowania o ilości ciemnej materii w tych galaktykach i sposobie jej rozmieszczenia. Biorąc pod uwagę, jak blisko nas znajdują się galaktyki karłowate Grupy Lokalnej, są one jednymi z najlepszych układów, w których można szukać pośrednich oznak obecności ciemnej materii pochodzącej z anihilacji lub rozpadu – mówi Giuseppina Battaglia, badaczka z Instituto de Astrofísica de Canarias (IAC) i Uniwersytetu w La Laguna (ULL) oraz współautorka przeglądu. Jednak określenie właściwości halo ciemnej materii w galaktykach karłowatych jest ważne nie tylko dla zbadania ciemnej materii, ale także dla postępu w naszym rozumieniu powstawania i ewolucji galaktyk.

Co ważne, zgodnie ze standardowym modelem kosmologicznym, galaktyki tworzą się w sposób oddolny, tzn. najpierw powstają małe galaktyki, a duże powstają w wyniku połączenia się mniejszych i akrecji materii – zauważył Carlo Nipoti, badacz z Uniwersytetu Bolońskiego i współautor artykułu. Innymi słowy, galaktyki karłowate były „cegiełkami”, z których budowane są inne kosmiczne struktury.

Opracowanie:
Agnieszka Nowak

Źródło:

Popularne posty z tego bloga

Dziwne fale radiowe wyłaniają się z kierunku centrum Galaktyki

Astronomowie potwierdzają istnienie kosmicznej super-pustki, która podważa nasze rozumienie ciemnej energii

Strumień Magellana nad Drogą Mleczną może być pięć razy bliżej niż wcześniej sądzono