Gwiazdy i ciemna materia nie oddziałują ze sobą w „niemożliwy sposób”.
Długoletnia „zmowa” w astronomii – że gwiazdy i ciemna materia oddziałują na siebie w niewytłumaczalny sposób – została obalona przez międzynarodowy zespół astronomów w artykule opublikowanym 20 sierpnia 2024 roku w „Monthly Notices of the Royal Astronomical Society” (MNRAS).
„Zmowa” powstała w celu wyjaśnienia zjawiska, które zastanawiało astronomów przez ćwierć wieku. Gęstość materii w różnych galaktykach wydawała się spadać w tym samym tempie od centrum do zewnętrznych krawędzi. Jednak galaktyki są różnorodne, mają różny wiek, kształty, rozmiary i liczbę gwiazd – dlaczego więc miałyby mieć tę samą strukturę gęstości?
Ta jednorodność sugeruje, że ciemna materia i gwiazdy muszą w jakiś sposób kompensować się nawzajem, aby wytworzyć tak regularne struktury masy – powiedziała dr Caro Derkenne, pierwsza autorka artykułu i badaczka ASTRO 3D z Macquarie University w Sydney.
Żaden badacz nie był w stanie wskazać konkretnego mechanizmu. Gdyby ciemna materia i gwiazdy mogły oddziaływać w ten sposób, musielibyśmy zmienić nasze rozumienie tego, w jaki sposób galaktyki tworzą się i ewoluują.
Derkenne i jej koledzy odkryli, że podobieństwo gęstości może nie wynikać z samych galaktyk, ale ze sposobu, w jaki astronomowie je mierzyli i modelowali. Zespół obserwował 22 galaktyki w średnim wieku z niezwykłą szczegółowością, korzystając z Bardzo Dużego Teleskopu (VLT) w Chile. Umożliwiło im to stworzenie bardziej złożonych modeli, które lepiej uchwyciły różnorodność galaktyk we Wszechświecie.
Poprzednie modele zawierały zbyt wiele uproszczeń i założeń – powiedziała Derkenne. Galaktyki są skomplikowane i musimy modelować je z dużą swobodą; w przeciwnym razie będziemy mierzyć niewłaściwe parametry Nasze modele stworzyliśmy na superkomputerze OzStar na Uniwersytecie Swinburne w Melbourne, wykorzystując równowartość około 8000 godzin czasu obliczeniowego komputera stacjonarnego.
W projekcie wykorzystano MUSE (Multi Unit Spectroscopic Explorer) na VLT do analizy galaktyk z badania MAGPI (Middle Ages Galaxy Properties with Integral field spectroscopy). MUSE gromadzi sześciany danych spektralnych, w których każdy piksel jest w rzeczywistości widmem.
Opracowanie: Agnieszka Nowak
Więcej informacji:
Źródło: ASTRO 3D
Na ilustracji: Jedno ze zdjęć z VLT zespołu pokazujące masywne galaktyki w grupie. Galaktyki w centrum mają masę około 125 miliardów razy większą od masy naszego Słońca (wliczając ich ciemną materię). Źródło: Trevor Mendel, ANU
