Symulacje przedstawiające wybuchającą gwiazdę pokazują jak ściskana jest materia w trakcie formowania gwiazd.
Po wielu latach prób poprawnego budowania galaktyk astronomowie odkryli, że odpowiedź leży w wiatrach gwiazdowych, konkretnie w wiatrach supernowych.
Najnowsze symulacje komputerowe pokazały, że wiatry generowane przez supernowe (eksplozje bardzo masywnych gwiazd) mogą wypychać gwiazdy z centrum galaktyk karłowatych. Te symulację przedstawiają rozkład nie tylko zwykłej materii, ale także niewidzialnej ciemnej materii, który dokładnie odpowiada obserwacjom rozkładu materii w galaktyce karłowatej.
Wcześniejsze próby modelowania formowania galaktyk opierały się na teorii zimnej ciemnej materii, według której niewidzialna materia stanowi 85% masy Wszechświata. Ta teoria sprawdzała się w wyjaśnianiu globalnych własności wielu galaktyk, jednak model ten zawodził przy odtwarzaniu pewnych indywidualnych cech.
W tych symulacjach powstawały galaktyki, których jądra były przepełnione ciemną materią, a gwiazdy były dookoła sferycznie rozłożone, co nie odpowiada rzeczywistej budowie galaktyk karłowatych. Galaktyki te to mało masywne obiekty ze stosunkowo równomiernie rozłożoną materią gwiazdową. Jest to najbardziej popularny typ galaktyk w sąsiedztwie Drogi Mlecznej.
Wcześniejsze modele formowania galaktyk zawierały uproszczony opis formowania gwiazd albo nie zawierały go wcale. "Nasze symulacje osiągnęły taką dokładność, która umożliwia wyróżnienie indywidualnych regionów formowania gwiazd - gęstych chmur gazu o masie odpowiadającej 100 000 Słońc" - mówi Fabio Governato z Uniwersytetu Waszyngtońskiego w Seattle. Obszary formowania się gwiazd znajdują się w centrum galaktyki, a ponieważ masywne gwiazdy żyją krótko, to wybuch supernowej następuje w tym samym regionie, w którym gwiazda się narodziła. W związku z tym wiatry supernowej są także skoncentrowane w centrum galaktyki.
Zespół Governato pokazał, że wiatry supernowej są na tyle silne, że potrafią wypychać gwiazdy i obszary formacji gwiazd z jądra galaktyki karłowatej. Ciemna materia oddziałuje grawitacyjnie, ale jest odporna na działanie wiatrów. Kiedy gwiazda opuszcza jądro galaktyki, ciemna materia odczuwa mniejsze przyciąganie i rozchodzi się na zewnątrz.
Symulacje uwzględniające wiatry supernowej jednocześnie zmniejszają gęstość ciemnej materii w jądrze i pozbywają się sferycznego rozkładu gwiazd wokół jądra, co odpowiada budowie obserwowanych galaktyk karłowatych.
Udane symulacje wiatrów supernowych pomagają w zrozumieniu procesu formowania gwiazd, ponieważ supernowe eksplodują blisko obszarów, gdzie rodzą się masywne gwiazdy.
Film przedstawiający symulację formowania galaktyki karłowatej
Źródło: Magda Siuda
Na ilustracji: Symulacje przedstawiające różne etapy powstawania galaktyki karłowatej, zawierające ciemną materię i wiatry supernowej. Końcowy kształt galaktyki odpowiada obserwacjom. Źródło: F. Governato
(Tekst ukazał się pierwotnie w serwisie Orion, którego zasoby zostały włączone do portalu Urania)
