Naukowcy znaleźli dowody na to, że ciemna materia może być podgrzewana i przemieszczać się w wyniku tworzenia się gwiazd w galaktykach. Odkrycia dostarczają pierwszych dowodów obserwacyjnych na istnienie efektu zwanego „ogrzewaniem ciemnej materii” oraz nowych sugestii co do składu ciemnej materii.
Naukowcy postanowili polować na ciemną materię w centrach galaktyk karłowatych znajdujących się niedaleko Drogi Mlecznej. Galaktyki karłowate to małe, słabe galaktyki, które zazwyczaj orbitują wokół większych galaktyk, takich jak nasza Droga Mleczna. Mogą też zawierać wskazówki, które pomogą nam lepiej zrozumieć naturę ciemnej materii.
Uważa się, że ciemna materia stanowi większość masy Wszechświata. Ponieważ jednak nie oddziałuje ze światłem w taki sam sposób, jak normalna materia, można ją zaobserwować jedynie poprzez jej efekty grawitacyjne. Kluczem do jej zbadania może być to, jak powstają gwiazdy w tych galaktykach.
Podczas tworzenia się gwiazd silne wiatry mogą wypchnąć gaz i pył z serca galaktyki. W rezultacie centrum galaktyki ma mniejszą masę, co wpływa na siłę grawitacji oddziałującą na pozostałą ciemną materię. Przy mniejszym przyciąganiu grawitacyjnym ciemna materia gromadzi energię i migruje z dala od centrum galaktyki – efekt ten zwany jest „ogrzewaniem ciemnej materii”.
Zespół astrofizyków zmierzył ilość ciemnej materii w centrach szesnastu galaktyk karłowatych z bardzo różnymi historiami powstawania gwiazd. Odkryli, że ciemna materia w jądrach galaktyk, które dawno temu przestały tworzyć gwiazdy, jest gęstsza niż w jądrach tych, w których gwiazdy nadal powstają. Potwierdza to teorię, że starsze galaktyki miały mniejsze ogrzewanie ciemnej materii.
Odkrycia te nakładają nowe ograniczenia na modele ciemnej materii: musi ona być w stanie formować galaktyki karłowate o zróżnicowanej gęstości centralnej, a gęstość ta musi być powiązana z liczbą formowanych gwiazd.
Zespół ma nadzieję poszerzyć badania o pomiar gęstości centralnej ciemnej materii w większej próbce galaktyk karłowatych, posuwając się do jeszcze słabszych galaktyk i testując szerszy zakres modeli ciemnej materii.
Opracowanie: Agnieszka Nowak
Więcej:
Dark matter on the move
Źródło: Royal Astronomical Society
Na zdjęciu: Tworzenie się gwiazd w małych galaktykach karłowatych może powoli „rozgrzewać” ciemną materię, wypychając ją na zewnątrz. Obraz po lewej pokazuje gęstość wodoru symulowanej galaktyki karłowatej, widzianej z góry. Obraz po prawej pokazuje to samo dla prawdziwej galaktyki karłowatej IC 1613. Źródło: J. Read i inni.
