Tamna tvar... Ako se ne može vidjeti, kako onda znamo da je tu? Da nije učinaka gravitacije, ne bismo. Imali bismo galaksiju ispunjenu odbjeglim zvijezdama i nijedna galaksija ne bi postojala dugo. Ali kako se ponaša i kako je raspoređeno u jednom od najvećih kozmičkih kriptograma od svih. Čak i uz nova istraživanja, čini se da ima više pitanja nego odgovora!
'Nakon završetka ove studije, znamo manje o tamnoj materiji nego prije', rekao je glavni autor Matt Walker, Hubbleov suradnik u Harvard-Smithsonian Centru za astrofiziku.
Općenito je prihvaćeno da se naš Svemir pretežno sastoji od tamne tvari i tamne energije. Od prvih se smatra 'hladnim', veličanstvenim egzotičnim česticama koje se spajaju gravitacijom. Kako se razvijaju, te tamne tvari 'grupe' zatim privlače 'normalnu' materiju koja tvori današnje strukture galaksija. Putem računalnog modeliranja, astronomi su simulirali ovaj proces rasta koji zaključuje da bi galaktički centri trebali biti gusti tamnom tvari. Međutim, ovi modeli nisu u skladu s nalazima. Mjerenjem dvije patuljaste galaksije znanstvenici su umjesto toga pronašli ravnomjernu raspodjelu.
“Naša mjerenja su u suprotnosti s osnovnim predviđanjima o strukturi hladne tamne tvari u patuljastim galaksijama. Osim ako ili dok teoretičari ne mogu modificirati to predviđanje, hladna tamna tvar nije u skladu s našim promatračkim podacima”, rekao je Walker.
Zašto proučavati patuljka umjesto spirale? U ovom slučaju, patuljasta galaksija je savršen kandidat zbog svog sastava – 99% tamne tvari i 1% zvijezda. Walker i njegov koautor Jorge Penarrubia (Sveučilište Cambridge, UK) odabrali su dva obližnja predstavnika – patuljke Fornax i Sculptor – za svoje istraživanje. U usporedbi s procijenjenih 400 milijardi zvijezda Mliječne staze, ovaj par u prosjeku iznosi oko 10 milijuna. To je omogućilo timu da uzme sveobuhvatan uzorak od oko 1500 do 2500 zvijezda za lokaciju, brzinu i osnovni kemijski sastav. Ali čak i uz smanjeni iznos, ovu vrstu zvjezdanog računovodstva nije baš lako odabrati.
'Zvijezde u patuljastoj galaksiji roje se poput pčela u košnici umjesto da se kreću lijepim, kružnim orbitama poput spiralne galaksije', objasnio je Penarrubia. 'To čini mnogo izazovnijim odrediti raspodjelu tamne tvari.'
Ono što je tim otkrio bilo je pomalo iznenađujuće. Prema tehnikama modeliranja, tamna tvar se trebala nakupiti u jezgri. Umjesto toga, otkrili su da je ravnomjerno raspoređena na udaljenosti od nekoliko stotina svjetlosnih godina u prečniku.
“Kada bi patuljasta galaksija bila breskva, standardni kozmološki model kaže da bismo trebali pronaći 'jamicu' tamne tvari u središtu. Umjesto toga, prve dvije patuljaste galaksije koje smo proučavali su poput breskvi bez koštica”, rekao je Penarrubia.
Pretpostavlja se da bi interakcije između normalne i tamne tvari mogle biti odgovorne za distribuciju, ali računalne simulacije kažu da se to ne bi trebalo dogoditi patuljku. Novi upiti do novih otkrića? Da. Ovo otkriće može sugerirati da tamna tvar nije uvijek 'hladna' i da bi na nju mogla utjecati normalna materija na neočekivane načine.
Izvorni izvor priče: Priopćenje za vijesti Harvard Smithsonian Centra za astrofiziku . Za daljnje čitanje: Metoda mjerenja (nagiba) masenih profila patuljastih sferoidnih galaksija .