Obrazový kredit: U Chicago
Astrofyzici vedeni chicagskou univerzitou Andrey Kravtsov vyřešili trapný rozpor mezi oblíbenou teorií, jak se formují galaxie, a tím, co astronomové vidí ve svých dalekohledech.
Astrofyzici založili své chápání toho, jak se galaxie vytvářejí, na rozšíření teorie velkého třesku nazvané teorie studené temné hmoty. V této druhé teorii se malé galaxie sbíhají a slučují, což vyvolává výbuchy hvězdných formací, které vytvářejí různé typy hmotných a jasných galaxií, které astronomové dnes na obloze vidí. (Temná hmota pojmenovává svůj název z myšlenky, že 85 procent celkové hmotnosti vesmíru je vyrobeno z neznámé hmoty neviditelné pro dalekohledy, ale jejíž gravitační účinky lze měřit na světelných galaxiích.)
Tato teorie vyhovuje některým klíčovým údajům, které astrofyzici v posledních letech shromáždili. Bohužel, když astrofyzici před několika lety provozovali simulace superpočítačů, skončili s 10krát více satelity temné hmoty - shluky temné hmoty obíhající kolem velké galaxie, než očekávali.
„Problémem bylo, že simulace neodpovídají pozorování vlastností galaxií,“ řekl David Spergel, profesor astrofyziky na Princetonské univerzitě. „Co Andreyho práce představuje, je velmi pravděpodobné řešení tohoto problému.“
Kravtsov a jeho spolupracovníci našli potenciální řešení v nových superpočítačových simulacích, které popíšou v článku, který se objeví v 10. vydání Astrophysical Journal. „Řešení problému bude pravděpodobně ve způsobu vývoje trpasličích galaxií,“ Kravtsov řekl s odkazem na malé galaxie, které obývají okraje velkých galaxií.
Obecně se astrofyzici domnívají, že by měla být potlačena tvorba velmi malých trpasličích galaxií. Důvodem je, že plyn potřebný pro pokračující tvorbu hvězd může být zahříván a vytlačen první generací explodujících supernovových hvězd. Kromě toho ultrafialové záření z galaxií a kvasarů, které začalo naplňovat vesmír přibližně před 12 miliardami let, zahřívá intergalaktický plyn, čímž se uzavře dodávka čerstvého plynu do trpasličích galaxií.
V simulacích zjistil Kravtsov spolu s Olegem Gnedinem z Vesmírného dalekohledu a Anatolijem Klypínem ze Státní univerzity v Novém Mexiku, že některé z trpasličích galaxií, které jsou dnes malé, byly v minulosti masivnější a mohly gravitačně shromažďovat plyn, který oni musí tvořit hvězdy a stát se galaxií.
„Systémy, které se dnes zdají poněkud slabé a anemické, mohly ve svých slavných dnech tvořit hvězdy relativně krátkou dobu?“ Řekl Kravtsov. „Po období rychlého masového růstu ztratili většinu své hmoty, když zažili silné přílivové síly ze své hostitelské galaxie a jiných galaxií, které je obklopovaly.“
Tento galaktický? Kanibalismus? přetrvává i dnes, s mnoha „kanibalizovanými“? trpasličí galaxie se stávají satelity obíhajícími v gravitačním tahu větších galaxií.
„Stejně jako planety ve sluneční soustavě obklopující slunce, naše galaxie Mléčná dráha a její nejbližší soused, galaxie Andromeda, jsou obklopeny asi tuctem slabých? Trpaslíků? galaxie ,? Řekl Kravtsov. „Tyto objekty byly přitahovány gravitační přitažlivostí Mléčné dráhy a Andromedy před časem během jejich vývoje.“
Simulace uspěly tam, kde ostatní selhaly, protože Kravtsovův tým analyzoval simulace, které byly časově těsně rozloženy ve vysokém rozlišení. To umožnilo týmu sledovat vývoj jednotlivých objektů v simulacích. „Je to poněkud obtížné a není to často prováděno při analýze kosmologických simulací. Ale v tomto případě to byl klíč k rozpoznání toho, co se dělo a získání výsledku ,? Řekl Kravtsov.
Výsledkem je scénář studené temné hmoty na pevnější půdě. Vědci se pokusili modifikovat hlavní principy scénáře a vlastnosti částic temné hmoty, aby odstranili do očí bijící rozpor mezi teorií a pozorováním trpaslicových galaxií. „Ukazuje se, že navrhované úpravy přinesly více problémů, než vyřešily.“ Řekl Kravtsov.
Simulace byly provedeny v Národním centru pro superpočítačové aplikace na University of Illinois v Urbana-Champaign s granty poskytovanými Národní vědeckou nadací a Národní leteckou a kosmickou správou.
Původní zdroj: University of Chicago News Release
