Przejdź do treści

Ciemna materia w ruchu

img

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 dla efektu znanego jako „ogrzewanie ciemnej materii” oraz nowych wskazówek dotyczących tego, co tworzy ciemną materię. 

W nowej pracy naukowcy postanowili polować na ciemną materię w centrach pobliskich galaktyk karłowatych. 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.

Kiedy gwiazdy się tworzą, silne wiatry mogą wypchnąć gaz i pył z serca galaktyki. W rezultacie centrum galaktyki ma mniejszą masę, co wpływa na ilość grawitacji odczuwanej przez pozostałą ciemną materię. Przy mniejszym przyciąganiu grawitacyjnym ciemna materia zyskuje energię i migruje z dala od centrum, efekt zwany „ogrzewaniem ciemnej materii”.

Zespół astrofizyków zmierzył ilość ciemnej materii w centrach 16 galaktyk karłowatych z bardzo różnymi historiami powstawania gwiazd. Odkryli, że galaktyki, które dawno temu przestały tworzyć gwiazdy, miały wyższe gęstości ciemnej materii w swoich jądrach niż te, które dzisiaj tworzą gwiazdy. Potwierdza to teorię, że starsze galaktyki miały mniejsze ogrzewanie ciemnej materii.

Odkrycia dają nowe ograniczenia modelom ciemnej materii: ciemna materia musi być w stanie formować galaktyki karłowate, które wykazują zakres gęstości centralnych, a gęstości te muszą odnosić się do ilości formowania się gwiazd.

Zespół ma nadzieję rozszerzyć tę pracę poprzez 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.