Międzynarodowy zespół astronomów odkrył, że niektóre z małych galaktyk orbitujących wokół Drogi Mlecznej mogą modyfikować wewnętrzną strukturę swych halo ciemnej materii już w pierwszych fazach życia dzięki energii wytwarzanej przez eksplozje supernowych.
Uważa się, że większość materii we Wszechświecie ma postać materii niebarionowej, prawdopodobnie zbudowanej z cząstek, które nie zostały jeszcze odkryte. Gdyby wzajemne oddziaływania grawitacyjne były ważne w procesie formowania się i ewolucji galaktyk, tak jak przewidują obecne teorie, galaktyki powinny być otoczone przez wydłużone sferoidy, złożone z cząstek ciemnej materii o określonym rozkładzie, z gęstością wzrastającą wraz ze zbliżaniem się do centrum. Jednak jest coraz szerszy konsensus co do tego, że procesy związane z barionowym składnikiem galaktyk mogą zmieniać rozkład ciemnej materii, czyniąc ją mniej gęstą w centrum. Obliczenia analityczne oraz symulacje pokazują, że w zasadzie energia z wybuchów supernowych typu II występujących w cyklach związanych z tworzeniem się gwiazd może wielokrotnie wypychać gaz na zewnątrz. Spowodowałoby to zmianę potencjału grawitacyjnego w centralnych regionach galaktyk i zmodyfikowało rozkład ciemnej materii, która stałaby się mniej gęsta w tych obszarach. Kluczowe znaczenie ma uchwycenie tego, jak wiele procesów związanych ze śmiercią gwiazd może wpłynąć na właściwości rozkładu ciemnej materii, ponieważ pomaga to astronomom badać teorię ciemnej materii.
Badacze dokładnie wyznaczyli liczbę gwiazd powstałych we wczesnych fazach życia 16 galaktyk karłowatych z tzw. Lokalnej Grupy Galaktyk, do których należy także Droga Mleczna. Grupa Lokalna daje wyjątkową możliwość określenia, ile gwiazd uformowało się i umarło w historii swoich galaktyk od najwcześniejszych czasów, ponieważ dzięki temu można badać te układy z wyjątkową dokładnością ze względu na ich bliskie odległości. Po obliczeniu ilości energii związanej z masywnymi gwiazdami, które, jak się oczekuje, eksplodowały jako supernowe typu II w pierwszych miliardach lat życia tych galaktyk, kiedy Wszechświat miał dopiero ¼ swojego obecnego wieku autorzy doszli do wniosku, że jeżeli więcej niż 90% tej energii jest wypromieniowywane; obserwacje te potwierdzają pogląd, że takie procesy mogą wywoływać znaczące zmiany w gęstości halo ciemnej materii analizowanych galaktyk.
Astronomowie przewidują nawet, który z tych układów będzie najbardziej obiecujący, a który będzie dodatkowo badany. Przewidują, że wśród galaktyk okrążających Drogę Mleczną największe odchylenia od początkowej struktury halo ciemnej materii powinny występować w stosunkowo jasnych galaktykach karłowatych Rzeźbiarza i Fornaksa. Natomiast dimmer Draco i Ursa Minor powinny być tymi bardziej zdolnymi do zachowania centralnej gęstości swojej ciemnej materii.
Opracowanie: Agnieszka Nowak
Więcej:
The energetic youth of the dwarf galaxies that surround us
Źródło: Instituto de Astrofísica de Canarias
Na zdjęciu: Fornax, jedna z galaktyk karłowatych, sąsiadka z Drogi Mlecznej. Obraz powstał z danych uzyskanych z Digitized Sky Survey 2. Źródło: ESO/Digitized Sky Survey 2
