En ny artikkel presentert på denne ukens konferanse i American Astronomical Society lover å skinne litt lys, så å si, på jakten på mørk materie i individuelle galakser. Den nåværende modellen for kald mørk materie i universet er ekstremt vellykket når det gjelder å kartlegge det mystiske stoffet på store skalaer, men ikke på galaktiske og sub-galaktiske skalaer. Tidligere i dag beskrev Dr. Sukanya Chakrabarti fra Florida Atlantic University en ny måte å kartlegge mørk materie ved å observere krusninger i hydrogenskivene til store galakser. Hennes arbeid kan endelig tillate astronomer å bruke sine observasjoner av vanlig materie for å undersøke fordelingen av mørk materie på mindre skalaer.
Spiralgalakser er vanligvis sammensatt av en skive, som er laget av normal (baryonisk) materie og inneholder sentralbukken og spiralarmene, og en glorie som omgir disken og inneholder mørk materie. I de senere år har undersøkelser som THINGS (utført av NRAO Very Large Array) blitt utført for å analysere fordelingen av hydrogen på galaktiske disker i nærheten. I fjor brukte Dr. Chakrabarti slike undersøkelser for å undersøke hvordan små satellittgalakser påvirker diskene til større galakser som M51, Whirlpool Galaxy. Men den virkelige prisen ligger i å undersøke hva astronomer ikke kan se. Chakrabarti sa: "Siden 70-tallet har vi kjent fra observasjoner av flate rotasjonskurver at galakser har enorme mørke stoffer, men det er veldig få sonder som lar oss finne ut hvordan den er distribuert." Hun har nå utvidet forskningen sin til å gjøre nettopp det.
Astronomer mener at tetthetsfordelingen av mørk materie er avhengig av en parameter som kalles dens skala radius. Som det viser seg, påvirker det å variere denne parameteren synlig formen på galakens hydrogendisk når påvirkningen av passerende dverggalakser blir redegjort for.
"Krusninger i ytre gassskiver tjener til å fungere som et speil av den underliggende fordelingen av mørk materie," sa Chakrabarti. Ved å variere skalieradiusen til M51s mørke materie-glorie, var Chakrabarti i stand til å se hvordan det ville påvirke formen og fordelingen av atomisk hydrogen på disken. Hun fant ut at store radier gir opphav til galakser med en mørk materie-glorie som gradvis blir mer diffuse etter hvert som den strekker seg langs skivens lengde. Dette fører til at hydrogenet i disken blir veldig løst rundt den sentrale bula av galaksen. Motsatt har småskala-radier tetthetsprofiler som faller av mye mer bratt.
"Brattere tetthetsprofiler er mer effektive når det gjelder å holde fast i sine" ting ", forklarte Chakrabarti," og derfor har de en mye mer tett pakket spiralplanform. "
Chakrabartis kart over fordelingen av mørk materie i glorie av M51 stemmer overens med eksisterende teoretiske modeller, noe som får henne til å tro at denne metoden kan være ekstremt nyttig for astronomer som prøver å undersøke det unnvikende, usynlige stoffet som utgjør nesten en fjerdedel av vårt univers . En forhåndsutskrift av papiret hennes er tilgjengelig på ArXiv.
