En ny artikel som presenterades vid denna veckors konferens för American Astronomical Society lovar att lysa lite ljus, så att säga, på jakten på mörk materia i enskilda galaxer. Den nuvarande modellen för kall mörk materia i universum är oerhört framgångsrik när det gäller att kartlägga det mystiska ämnet på stora skalor, men inte på galaktiska och sub-galaktiska skalor. Tidigare idag beskrev Dr. Sukanya Chakrabarti från Florida Atlantic University ett nytt sätt att kartlägga mörk materia genom att observera krusningar i vättskivorna i stora galaxer. Hennes arbete kan äntligen tillåta astronomer att använda sina observationer av vanligt ämne för att undersöka fördelningen av mörk materia på mindre skalor.
Spiralgalaxer består vanligtvis av en skiva, som är gjord av normal (baryonisk) substans och innehåller den centrala utbuktningen och spiralarmarna, och en gloria, som omger skivan och innehåller mörk materia. Under senare år har undersökningar som THINGS (genomförd av NRAO Very Large Array) genomförts för att analysera fördelningen av väte i närliggande galaktiska skivor. Förra året använde Dr. Chakrabarti sådana undersökningar för att undersöka hur små satellitgalaxier påverkar diskarna för större galaxer som M51, Whirlpool Galaxy. Men det verkliga priset ligger i att undersöka vad astronomer inte kan se. Chakrabarti påpekade, "Sedan 70-talet har vi känt från observationer av platta rotationskurvor att galaxer har massiva halo av mörk materia, men det finns väldigt få sönder som gör det möjligt för oss att ta reda på hur det distribueras." Hon har nu breddat sin forskning för att göra just det.
Astronomer tror att densitetsfördelningen av mörk materia förlitar sig på en parameter som kallas dess skalradius. Som det visar sig, påverkar synliga ändringar av denna parameter formen på galaxens väteskiva när påverkan av förbipasserande dvärg galaxer redovisas.
"Krusningar i yttre gasskivor fungerar som en spegel i den underliggande fördelningen av mörk materia," sade Chakrabarti. Genom att variera skalradie för M51: s mörka materiehalo kunde Chakrabarti se hur det skulle påverka formen och fördelningen av atomväte på disken. Hon fann att radier i stor skala ger upphov till galaxer med en mörk halo som gradvis blir mer diffus när den sträcker sig längs skivans längd. Detta gör att väte i skivan lindas mycket löst runt galaxens centrala utbuktning. Omvänt har småskaliga radier densitetsprofiler som faller mycket brantare.
"Brantare täthetsprofiler är mer effektiva att hålla fast vid sina" grejer ", förklarade Chakrabarti," och därför har de en mycket tätare spiralplanform. "
Chakrabartis karta över fördelningen av mörk materia i halon av M51 överensstämmer med befintliga teoretiska modeller, vilket får henne att tro att denna metod kan vara oerhört användbar för astronomer som försöker undersöka det svårfångade, osynliga ämnet som utgör nästan en fjärdedel av vårt universum . En förtryck av hennes papper finns på ArXiv.
