Formowanie się gwiazd w galaktykach może podgrzewać i przemieszczać ciemną materię – twierdzą naukowcy. Odkrycia te daję nowe wskazówki na temat tego, co właściwie tworzy ciemną materię.

Tworzenie się gwiazd w małych galaktykach karłowatych. Po lewej obraz pokazuje gęstość wodoru symulowanej galaktyki karłowatej. Po prawej widzimy to samo dla prawdziwej galaktyki karłowatej IC 1613. W symulacji powtarzany dopływ i odpływ wodoru powoduje wahania natężenia pola grawitacyjnego w centrum galaktyki karłowatej. Ciemna materia reaguje na to poprzez migrację ze środka galaktyki.

Nowe badania przeprowadzone przez naukowców z University of Surrey, Carnegie Mellon University i ETH Zürich potwierdziły, że ciemna materia we Wszechświecie jest w ruchu. Dowody zebrane przez badaczy wskazują, że ciemna materia może być podgrzewana i zostać wypchnięta z centrum galaktyki przez procesy tworzenia się gwiazd. Odkrycia dostarczają nowych wskazówek dotyczących natury ciemnej materii.

Wyniki badań opublikowano w czasopiśmie „Monthly Notices of Royal Astronomical Society”.

Ciemna materia to hipotetyczna materia, która nie emituje i nie odbija promieniowania świetlnego, dlatego bardzo trudną ją wykryć. Ale jej istnienie zdradzają wywierane przez nią efekty grawitacyjne. W ten sposób naukowcy tłumaczą anomalie w rotacji galaktyk i ruchu galaktyk w gromadach.

Naukowcy wciąż starają się dociec, jaka jest dokładna natura ciemnej materii i co ją tworzy. Według nich, ciemna materia stanowi około 27 proc. bilansu masy i energii otaczającego nas Wszechświata – obok zwykłej materii oraz ciemnej energii (która też jest hipotetyczną formą energii). Tylko około 5 proc. materii we Wszechświecie to ta, którą możemy zobaczyć – planety, gwiazdy i inne obiekty.

Uważa się, że ciemna materia we Wszechświecie nie ma charakteru barionowego. Prawdopodobnie składa się z jeszcze nieodkrytych cząstek subatomowych. Ponieważ jednak nie oddziaływuje ze światłem w taki sam sposób jak normalna materia, można ją zaobserwować jedynie poprzez efekty grawitacyjne, których nie można wytłumaczyć, chyba że jest więcej materii, niż można zobaczyć. Z tego powodu większość ekspertów uważa, że ​​ciemna materia jest wszechobecna we Wszechświecie, wywierając silny wpływ na jego strukturę i ewolucję. Kluczem do jej badania może być to, jak powstają gwiazdy w galaktykach.

Naukowcy polując na ciemną materię obserwowali pobliskie galaktyki karłowate. To małe galaktyki, które zwykle znajdują się na orbitach większych galaktykach, takich jak nasza Droga Mleczna. Mogą one zawierać wskazówki, które mogą nam pomóc lepiej zrozumieć naturę ciemnej materii.

Kiedy tworzą się gwiazdy, silne wiatry mogą wypchnąć gaz i pył z serca galaktyki. W rezultacie centrum galaktyki ma mniejszą masę, co wpływa na ciemną materię. Przy mniejszym przyciąganiu grawitacyjnym ciemna materia zyskuje energię i migruje z dala od centrum. To tzw. efekt ogrzewania ciemnej materii.

W nowych badaniach zespół astrofizyków zmierzył ilość ciemnej materii w centrach 16 galaktyk karłowatych w oparciu o jej grawitacyjne oddziaływanie na otaczającą materię widzialną. Badane galaktyki miały bardzo różną historię powstawania w nich gwiazd. Naukowcy odkryli, że galaktyki, w których dawno temu przestały tworzyć się gwiazdy, miały większą koncentrację ciemnej materii w ich centrach niż te, w których gwiazdy nadal się formują

– Znaleźliśmy naprawdę niezwykły związek pomiędzy ilością ciemnej materii w centrach galaktyk karłowatych, a ilością gwiazd, które się w nich uformowały w ciągu całego ich życia. Ciemna materia w centrach tych galaktyk karłowatych tworzących gwiazdy wydaje się być rozgrzewana i wypychana – powiedział profesor Justin Read, główny autor badań z University of Surrey.

Odkrycia te przybliżają nas do zrozumienia, czym właściwie jest ciemna materia. Dostarczają również nowe ramy dla modeli ciemnej materii sugerując, że gęstość materii w danej galaktyce jest powiązana z procesami formowania się gwiazd. Zespół naukowców ma nadzieję rozszerzyć swoje badania o pomiary z większej ilości galaktyk karłowatych.

 

 

 

 

Źródło: University of Surrey, DziennikNaukowy