Uită-te la o galaxie, ce vezi? Probabil multe stele. Și îngropat printre acele stele, dacă arătați suficient de atent, s-ar putea să găsiți planete, găuri negre, pitici albi, asteroizi și tot felul de cote și de capete asortate. Mijlocul galactic obișnuit.
Ceea ce n-ai vedea este ceea ce este cea mai mare parte a acelei galaxii într-adevăr facut din. Nu ai vedea invizibilul, ascunsul. Nu veți vedea cea mai mare parte a acelei mase galactice. Nu veți vedea problema întunecată.
Cele mai întunecate contează
Materia întunecată este o formă ipotetică a materiei și în această ipoteză înoți în ea chiar acum. În măsura în care putem spune, pe baza a zeci de ani de observații minuțioase și minuțioase despre tot, de la mișcarea stelelor în cadrul galaxiilor la mișcarea galaxiilor din cluster până la primele momente ale big bang-ului până la creșterea structurii pe întregul univers (de ex. , am muncit foarte mult la asta), cosmosul nostru nu este ceea ce pare la suprafață.
Rezultatul principal: majoritatea materiilor prime din universul nostru nu interacționează pur și simplu cu lumina. Numele său obișnuit este „materia întunecată”, dar un nume mai bun ar putea fi invizibil contează. Nu suntem deloc siguri despre ce este vorba (încă mai lucrăm la acea bucată), dar materia întunecată pare a fi un fel de particule microscopice care inundă fiecare galaxie, imbuindu-le cu masă suplimentară. Deoarece această materie întunecată nu interacționează cu lumina, nu simte nimic de a face cu forța electromagnetică, ceea ce înseamnă că trece pur și simplu prin materie normală fără a observa sau îngriji un singur bit.
Greutatea nimicului
Oricât de puternică este această materie întunecată în ceea ce privește explicarea problemelor profunde și nedumerite ale universului, are unele puncte slabe. Mai ales, când astrofizicienii rulează simulări pe computer ale creșterii galaxiilor - urmărind formarea și evoluția lor de-a lungul a miliarde de ani, folosind toată fizica cunoscută, care face ca galaxia să fie o galaxie - ei descoperă că materia întunecată tinde cu adevărat, într-adevăr aglomerați până la densități obscen înalte din centrul acelor galaxii.
Aceasta este o predicție fină și dandy, dar nu se potrivește cu observațiile. În timp ce nu putem vedea în mod direct materia întunecată (amintiți-vă: invizibil), putem vedea efectele acesteia asupra a orice altceva, inclusiv asupra materiei normale. S-ar putea ca materia întunecată să nu joace jocul electromagnetic, dar se vorbește de gravitație, deoarece gravitația este super-prietenoasă și este capabilă să vorbească cu fiecare fragment de masă și energie din întregul univers.
Deci, dacă umpleți o galaxie cu materie întunecată, iar materia întunecată tinde să se aglomereze mult în centru, atunci va fi o mulțime de greutate în centrul galaxiei, atrăgând gazul din jur. Pe măsură ce gazul se comprimă pe miez, acesta se va micsora și se va prăbuși, declanșând evenimente masive de formare a stelelor, apărând așternuturi de stele noi.
Cu alte cuvinte, nucleele galaxiilor ar trebui să aibă grămezi pe grămadă moleculare de gaze și stele. Și deși centrele galactice sunt locuri foarte bogate, într-adevăr, nu sunt acea bogat.
Concluzia că predicția banală despre comportamentul materiei întunecate în miezurile galactice nu este povestea completă. Deoarece avem atât de multe alte motive bune de a crede că materia întunecată este un lucru, întrebarea devine: ce o scoate din miez?
Agitarea lucrurilor
Dă zece probleme fizicii teoretice o problemă și vor veni cu o duzină de soluții. Și în cazul „oboselii” miezurilor de materie întunecată, au reușit să scoată tot felul de explicații amuzante. Poate că materia întunecată este mai exotică decât am crezut, capabilă să interacționeze ușor cu ea însăși printr-o nouă a cincea forță a naturii, netezindu-se în miez. Poate că materia întunecată este pur și simplu caldă și plină de energie, și are greutăți să se grupeze în centru.
Oricât de cool sunt opțiunile, poate explicația este ceva mai banală. Materia întunecată poate influența comportamentul materiei normale prin gravitație și același lucru este valabil invers. Deși substanțial mai puțin voluminoase decât omologii lor întunecați, materia obișnuită a universului nostru poate smulge și trage și răspândi orice altceva, chiar dacă doar un pic.
Recent, o echipă de astronomi a studiat mai multe populații de galaxii pitice, unde legătura dintre materia întunecată și cea normală putea fi cel mai ușor examinată. Au folosit aceste probe pentru a căuta orice relație între formarea stelelor și densitatea centrală. În acest scenariu, dacă o galaxie a experimentat o mulțime de formări stelare recente, declanșând vânturi supernove explozive și alte izbucniri temperamentale, atunci asta ar alunga multă materie normală din miez, iar gravitația ar face lucrurile sale și ar scoate o parte din materia întunecată. împreună cu lucrurile normale.
Studiul a descoperit un rezultat intrigant: galaxiile pitice cu o mulțime de formații stelare recente („recente” în ultimii șase miliarde de ani) aveau densități centrale mai netede, în timp ce frații lor mai puțin activi erau mult mai înțepenitori în centrele lor, favorizând această ipoteză că materia normală poate influența într-adevăr întunericul. Deși acest lucru nu rezolvă complet ghicitul naturii materiei întunecate, este un pas substanțial înainte.
Citește mai mult: „Materia întunecată se încălzește în galaxiile pitice“
