Кредит за изображение: U на Чикаго
Астрофизиците, ръководени от Чикагския университет Андрей Кравцов, разрешиха смущаващо противоречие между предпочитаната теория за това как се образуват галактиките и това, което астрономите виждат в своите телескопи.
Астрофизиците основават своето разбиране за това как се образуват галактики в продължение на теорията за големия взрив, наречена теория на студената тъмна материя. В тази последна теория малките галактики се сблъскват и сливат, предизвиквайки изблици на образуване на звезди, които създават различните видове масивни и ярки галактики, които астрономите виждат в небето днес. (Тъмната материя получава името си от идеята, че 85 процента от общата маса на Вселената е направена от неизвестна материя, която е невидима за телескопите, но чиито гравитационни ефекти могат да бъдат измерени върху светещи галактики.)
Тази теория отговаря на някои ключови данни, които астрофизиците са събрали през последните години. За съжаление, когато астрофизиците преди няколко години пуснаха суперкомпютърни симулации, те завършиха с 10 пъти повече спътници от тъмна материя - бучки тъмна материя, обикалящи около голяма галактика - отколкото очакваха.
Проблемът е, че симулациите не съответстват на наблюденията на свойствата на галактиката ,? каза Дейвид Спергел, професор по астрофизика в Принстънския университет. „Това, което представлява работата на Андрей, е много правдоподобно решение на този проблем.“
Кравцов и неговите сътрудници намериха потенциалното решение в нови суперкомпютърни симулации, които ще опишат в материал, който ще се появи в броя от 10 юли на Astrophysical Journal. ? Вероятно решението на проблема е в начина, по който се развиват галактиките джудже ,? - каза Кравцов, имайки предвид малките галактики, които обитават периферията на големи галактики.
Като цяло астрофизиците смятат, че образуването на много малки галактики джудже трябва да бъде потиснато. Това е така, защото газът, необходим за продължаване на образуването на звезди, може да се нагрява и изгонва от първото поколение взривяващи се звездни звезди. В допълнение, ултравиолетовото излъчване от галактики и квазари, които започнаха да пълнят Вселената преди около 12 милиарда години, загрява междугалактичния газ, спирайки доставката на свеж газ към галактиките джуджета.
При симулациите Кравцов, заедно с Олег Гнедин от Научния институт за космически телескопи и Анатолий Клапин от Държавния университет в Ню Мексико откриха, че някои от галактиките джуджета, които са малки днес, са били по-масивни в миналото и могат гравитационно да събират газа, който те трябва да образуват звезди и да станат галактика.
? Системите, които днес изглеждат доста слаби и анемични, биха могли в своите дни на славата да образуват звезди за сравнително кратък период? - каза Кравцов. ? След период на бърз масов растеж, те загубиха по-голямата част от масата си, когато изпитаха силни приливни сили от приемащата галактика и други галактики, които ги заобикалят.?
Този галактически? Канибализъм? продължава и до днес, като много от „канибализираните“? джуджета галактики, превръщащи се в спътници в орбита при гравитационното издърпване на по-големи галактики.
„Точно като планетите в Слънчевата система, заобикалящи Слънцето, нашата галактика Млечен път и нейната най-близка съседка, галактиката Андромеда, са заобиколени от около десетина слаби джуджета? галактики ,? - каза Кравцов. „Тези обекти са били привлечени от гравитационното привличане на Млечния път и Андромеда преди време по време на тяхната еволюция.“
Симулациите са успели там, където други са се провалили, защото екипът на Кравцов анализира симулации, които са били близко разположени във времето с висока разделителна способност. Това позволи на екипа да проследи еволюцията на отделни обекти в симулациите. ? Това е доста трудно и не се прави често при анализи на космологични симулации. Но в случая това беше ключът да разпознаем какво става и да постигнем резултат ,? - каза Кравцов.
Резултатът поставя сценария на студената тъмна материя на по-солидна основа. Учените се бяха опитали да модифицират основните положения на сценария и свойствата на частиците от тъмна материя, за да елиминират очевидното несъответствие между теорията и наблюдението на галактиките джуджета. ? Оказва се, че предложените промени внесоха повече проблеми, отколкото са решили ,? - каза Кравцов.
Симулациите бяха извършени в Националния център за приложения за суперкомпютър, Университета на Илинойс в Урбана-Шампан, с безвъзмездни средства, предоставени от Националната научна фондация и Националната администрация по аеронавтика и космос.
Оригинален източник: Университет в Чикаго
