Bildekreditt: U av Chicago
Astrofysikere ledet av University of Chicagos Andrey Kravtsov har løst en pinlig motsetning mellom en foretrukket teori om hvordan galakser dannes og hva astronomer ser i teleskopene.
Astrofysikere baserer sin forståelse av hvordan galakser dannes på en utvidelse av big bang-teorien som kalles kald mørk materie teori. I denne sistnevnte teorien kolliderer og smelter små galakser, og induserer sprengninger av stjernedannelse som skaper de forskjellige typene av massive og lyse galakser som astronomer ser på himmelen i dag. (Mørk materie tar navnet fra ideen om at 85 prosent av universets totale masse er laget av ukjent materie som er usynlig for teleskoper, men hvis gravitasjonseffekter kan måles på lysende galakser.)
Denne teorien passer til noen viktige data som astrofysikere har samlet inn de siste årene. Dessverre, når astrofysikere kjørte superdatasimuleringer for flere år siden, endte de opp med 10 ganger flere mørkstoff-satellitter - klumper av mørk materie som kretser rundt en stor galakse enn de forventet.
? Problemet har vært at simuleringene ikke samsvarer med observasjonene av galakseegenskaper ,? sa David Spergel, professor i astrofysikk ved Princeton University. ? Det Andreys arbeid representerer er en veldig plausibel løsning på dette problemet.?
Kravtsov og hans samarbeidspartnere fant den potensielle løsningen i nye superdatasimuleringer de vil beskrive i en artikkel som vil vises i 10. juli-utgaven av Astrophysical Journal. ? Løsningen på problemet vil sannsynligvis være i måten dverggalaksene utvikler seg ,? Kravtsov sa, med henvisning til de små galaksene som bor i utkanten av store galakser.
Generelt mener astrofysikere at dannelse av veldig små dverggalakser bør undertrykkes. Dette er fordi gass som kreves for fortsatt dannelse av stjerner, kan varmes opp og bortvises av den første generasjonen eksploderende supernovaestjerner. I tillegg varmer ultrafiolett stråling fra galakser og kvasarer som begynte å fylle universet for omtrent 12 milliarder år siden, den intergalaktiske gassen og stanser tilførselen av fersk gass til dverggalakser.
I simuleringene fant Kravtsov sammen med Oleg Gnedin fra Space Telescope Science Institute og Anatoly Klypin fra New Mexico State University at noen av de dverggalakser som er små i dag, har vært mer massive tidligere og kunne gravitasjonsmessig samle inn gassen de trenger å danne stjerner og bli en galakse.
? Systemene som fremstår som svake og anemiske i dag, kan i sine glansdager danne stjerner i en relativt kort periode ,? Kravtsov sa. ? Etter en periode med rask massevekst, mistet de mesteparten av massen da de opplevde sterke tidevannskrefter fra vertsgalaksen og andre galakser som omgir dem.?
Denne galaktiske? Kannibalismen? vedvarer selv i dag, med mange av de? kannibaliserte? dverggalakser blir satellitter i bane rundt tyngdekraften fra større galakser.
? Akkurat som planetene i solsystemet som omgir solen, er Melkeveis galaksen og dens nærmeste nabo, Andromeda-galaksen, omgitt av omtrent et dusin svak dverg? galakser ,? Kravtsov sa. ? Disse gjenstandene ble trukket inn av gravitasjonsattraksjonen til Melkeveien og Andromeda for en stund siden under deres evolusjon.?
Simuleringene hadde lyktes der andre hadde mislyktes fordi Kravtsovs team analyserte simuleringer som var tett plassert i tid med høy oppløsning. Dette gjorde det mulig for teamet å spore utviklingen av enkeltobjekter i simuleringene. ? Dette er ganske vanskelig og gjøres ikke ofte i analyser av kosmologiske simuleringer. Men i dette tilfellet var det nøkkelen til å gjenkjenne hva som foregikk og få resultatet ,? Kravtsov sa.
Resultatet setter scenen med kald mørk materie på mer solid grunn. Forskere hadde forsøkt å endre hovedrettene i scenariet og egenskapene til partikler av mørk materie for å eliminere den skurrende avviket mellom teori og observasjon av dverggalakser. ? Det viser seg at de foreslåtte modifikasjonene introduserte flere problemer enn de løste ,? Kravtsov sa.
Simuleringene ble utført ved National Center for Supercomputer Applications, University of Illinois, Urbana-Champaign, med tilskudd gitt av National Science Foundation og National Aeronautics and Space Administration.
Originalkilde: University of Chicago News Release
