Mörk materia ... Om det inte kan ses, hur vet vi att det är där? Om det inte var för effekterna av tyngdkraften skulle vi inte göra det. Men hur det beter sig och hur det distribueras i ett av de största kosmiska kryptogrammen av alla. Även med ny forskning verkar det finnas fler frågor än svar!
"Efter att ha slutfört denna studie vet vi mindre om mörk materia än vi gjorde tidigare", säger huvudförfattaren Matt Walker, en Hubble-medarbetare vid Harvard-Smithsonian Center for Astrophysics.
Det är allmänt accepterat att vårt universum huvudsakligen består av mörk materia och mörk energi. Av de förstnämnda anses det vara ”kalla”, ståtliga exotiska partiklar som sammanfaller genom gravitation. När de utvecklas lockar dessa "klumpar" av mörk materia sedan "normal" materia som bildar dagens galaxstrukturer. Genom datormodellering har astronomer simulerat denna tillväxtprocess som drar slutsatsen att galaktiska centra bör vara tät med mörk materia. Men dessa modeller överensstämmer inte med resultaten. Genom att mäta två dvärggalaxier har forskare i stället hittat en jämn fördelning.
”Våra mätningar strider mot en grundläggande förutsägelse om strukturen för kallt mörkt material i dvärggalaxier. Om inte eller tills teoretiker kan ändra den förutsägelsen, är kallt mörkt ämne inte i överensstämmelse med våra observationsdata, ”konstaterade Walker.
Varför studera en dvärg istället för en spiral? I detta fall är dvärggalaxen en perfekt kandidat på grund av dess sammansättning - 99% mörk materia och 1% stjärnor. Walker och hans medförfattare Jorge Penarrubia (University of Cambridge, Storbritannien) valde två representanter i närheten - Fornax- och Sculptor-dvärgarna - för sin studie. I jämförelse med Vintergatan uppskattade 400 miljarder stjärnor, är detta par i genomsnitt cirka 10 miljoner i stället. Detta gjorde det möjligt för teamet att ta ett omfattande prov på cirka 1500 till 2500 stjärnor för plats, hastighet och basisk kemisk sammansättning. Men även till ett reducerat belopp är denna typ av stjärnbokföring inte exakt enkel att välja.
"Stjärnor i en dvärggalaxi svärmar som bin i en bikupa istället för att röra sig i fina, cirkulära banor som en spiralgalax," förklarade Penarrubia. "Det gör det mycket mer utmanande att bestämma fördelningen av mörk materia."
Vad laget fann var något överraskande. Enligt modelleringsteknikerna bör mörk materia ha klumpat sig fast vid kärnan. Istället fann de det jämnt fördelat över ett avstånd som mätte flera hundra ljusår över.
”Om en dvärg galax var en persika, säger standardkosmologiska modellen att vi borde hitta en mörk materia" grop "i centrum. Istället är de två första dvärggalaxierna som vi studerade som pitless persikor, säger Penarrubia.
Det antas att interaktion mellan normal och mörk materia kan vara ansvarig för distributionen, men datorsimuleringarna säger att det inte borde hända med en dvärg. Nya frågor till nya resultat? Ja. Denna uppenbarelse kan tyder på att mörk materia inte alltid är "kall" och att den kan påverkas av normal materia på oväntade sätt.
Original historikälla: Harvard Smithsonian Center for Astrophysics News Release. För vidare läsning: En metod för att mäta (sluttningar av) massprofilerna för dvärg sfäriska galaxer.
