Credit imagine: U din Chicago
Astrofizicienii conduși de Andrey Kravtsov de la Universitatea din Chicago au soluționat o contradicție jenantă între o teorie favorizată a modului în care se formează galaxiile și ceea ce văd astronomii în telescoapele lor.
Astrofizicienii își bazează înțelegerea modului în care galaxiile se formează pe o extensie a teoriei big bang numită teoria materiei întunecate la rece. În această din urmă teorie, galaxiile mici se ciocnesc și se îmbină, provocând explozii de formare de stele care creează diferite tipuri de galaxii masive și luminoase pe care astronomi le văd astăzi pe cer. (Materia întunecată își ia numele de la ideea că 85 la sută din masa totală a universului este formată din materie necunoscută care este invizibilă pentru telescoape, dar ale cărei efecte gravitaționale pot fi măsurate pe galaxii luminoase.)
Această teorie se potrivește unor date cheie pe care astrofizicienii le-au colectat în ultimii ani. Din păcate, când astrofizicienii au efectuat simulări de supercomputere cu câțiva ani în urmă, au ajuns cu 10 ori mai mulți sateliți de materie întunecată - grupuri de materie întunecată orbitând o mare galaxie decât se așteptau.
Problema a fost că simulările nu corespund observațiilor proprietăților galaxiei, a spus David Spergel, profesor de astrofizică la Universitatea Princeton. „Ce reprezintă activitatea lui Andrey este o soluție foarte plauzibilă la această problemă.?
Kravtsov și colaboratorii săi au găsit soluția potențială în noile simulări de supercomputere pe care le vor descrie într-o lucrare care va apărea în numărul din 10 iulie al Jurnalului Astrofizic. „Soluția problemei este probabil în modul în care evoluează galaxiile pitice ,? Spunea Kravtsov, referindu-se la galaxiile mici care locuiesc la marginea galaxiilor mari.
În general, astrofizicienii cred că formarea de galaxii pitice foarte mici ar trebui suprimată. Acest lucru se datorează faptului că gazul necesar pentru formarea continuă a stelelor poate fi încălzit și expulzat de prima generație de stele cu supernove. În plus, radiațiile ultraviolete provenite de la galaxii și cvasari care au început să umple universul în urmă cu aproximativ 12 miliarde de ani încălzește gazul intergalactic, închizând aprovizionarea cu gaz proaspăt galaxiilor pitice.
În cadrul simulărilor, Kravtsov, împreună cu Oleg Gnedin, de la Institutul de Știință a Telescopului Spațial și Anatoly Klypin, din Universitatea de Stat din New Mexico, au descoperit că unele dintre galaxiile pitice care sunt mici astăzi au fost mai masive în trecut și ar putea colecta gravitațional gazul pe care trebuie să formeze stele și să devină o galaxie.
„Sistemele care par astăzi destul de slabe și anemice ar putea, în zilele lor de glorie, să formeze stele pentru o perioadă relativ scurtă ,? Spuse Kravtsov. „După o perioadă de creștere rapidă a masei, au pierdut cea mai mare parte a masei lor atunci când au experimentat forțe de maree puternice din galaxia gazdă și din alte galaxii care îi înconjoară.?
Acest canibalism galactic? persistă chiar și astăzi, cu mulți dintre cei? canibalizați? galaxii pitice devenind sateliți care orbitează în atracția gravitațională a galaxiilor mai mari.
La fel ca planetele din sistemul solar care înconjoară soarele, galaxia noastră Calea Lactee și cel mai apropiat vecin al acesteia, galaxia Andromeda, sunt înconjurate de aproximativ o duzină de pitici slabi? galaxii ,? Spuse Kravtsov. ? Aceste obiecte au fost atrase de atracția gravitațională a Căii Lactee și a Andromedei cu ceva timp în urmă, în timpul evoluției lor.
Simulările au reușit acolo unde alții au eșuat, deoarece echipa lui Kravtsov a analizat simulări care erau distanțate în timp la o rezoluție înaltă. Acest lucru a permis echipei să urmărească evoluția obiectelor individuale în simulări. Acest lucru este destul de dificil și nu se face deseori în analizele simulărilor cosmologice. Dar, în acest caz, a fost cheia să recunoaștem ce se întâmplă și să obținem rezultatul? Spuse Kravtsov.
Rezultatul pune scenariul de materie întunecată la rece pe un teren mai solid. Oamenii de știință au încercat să modifice elementele principale ale scenariului și proprietățile particulelor de materie întunecată pentru a elimina discrepanța fulgurantă dintre teorie și observarea galaxiilor pitice. ? Se dovedește că modificările propuse au introdus mai multe probleme decât au rezolvat ,? Spuse Kravtsov.
Simulările au fost efectuate la Centrul Național pentru Aplicații de Supercomputere, Universitatea din Illinois, la Urbana-Champaign, cu subvenții oferite de Fundația Națională de Știință și Administrația Națională de Aeronautică și Spațiu.
Sursa originală: Comunicat de presă al Universității din Chicago
