februar 28, 2021

Nettnord.no

Næringsnett Nord-Troms

Astronomer oppdager en liten dverggalakse som har mye mer mørk materie enn vi forventet

Astronomer oppdager en liten dverggalakse som har mye mer mørk materie enn vi forventet

En liten, gammel dverggalakse kalt Tucana II som kretser rundt Melkeveien, har hatt en stor hemmelighet. I følge en ny undersøkelse av stjerner rundt objektet, gravitasjonelt festet til det på store avstander, er det mørk materie glorie er mye mer massiv enn vi trodde.

Faktisk er det helt enormt. Selv om Tucana IIs stjernemasse bare er rundt 3000 ganger solens masse, registrerer dens mørke materiehalo 10 millioner ganger solens masse. Det er omtrent tre til fem ganger mer massivt enn tidligere estimater.

Dette antyder at de første galaksene i universet kunne vært mye mer massive enn vi trodde.

“Tucana II har mye mer masse enn vi tror, ​​for å forene disse stjernene som er så langt borte”, sa MIT-astrofysiker Anirudh Chiti. “Dette betyr at andre tidlige relikviegalakser sannsynligvis også har denne typen utvidede glorier.”

Melkeveien har en hel sverm av samtidige dverggalakser. Dette er små, svake stjerneklynger som har lite metallinnhold, og avslører at de er veldig gamle, da det tok litt tid før metaller dannet seg i stjernenes hjerter og spredte seg over hele universet.

Tucana II, som ligger omtrent 163 000 lysår fra jorden, er blant de minste. Basert på metallisiteten til stjernepopulasjonen, er den også blant de eldste, og nesten ingen metaller er funnet. Chiti og teamet hans undersøkte disse stjernene i håp om å finne en enda eldre befolkning av stjerner.

De tok observasjoner ved hjelp av data fra Australian National University. SkyMapper teleskopet og kjørte resultatene gjennom en algoritme designet av Chiti for å velge metallfattige stjerner. I tillegg til stjernene i hjertet av Tucana II oppdaget algoritmen ni nye stjerner, på ganske lange avstander.

READ  California sier store mengder moderne vaksiner på pause som er trygge å bruke etter allergiske reaksjoner

Data samlet av Gaia-satellitten, et ambisiøst prosjekt for å kartlegge Melkeveien i tre dimensjoner, inkludert stjernebevegelser, bekreftet dette. Disse stjernene langt fra kjernen i dverggalaksen var i bane rundt den, gravitasjonsbundet.

Galaksens tidligere estimerte egenskaper inkluderte imidlertid ikke nok masse til å produsere den slags gravitasjonskraft som ville holde de fjerne stjernene sammen. Som betydde at det var en masse der som vi ikke kunne se eller oppdage direkte. Som betydde i sin tur mørk materie.

Vi vet ikke hva mørk materie er, men det er en usynlig masse i universet som er ansvarlig for å skape all ekstra tyngdekraft, få galakser til å snurre raskere og bøye romtid, og det er mye mer enn vanlig materie. Det er mørk materie, og vi tror at det er limet som holder galakser sammen.

“Uten mørk materie ville galaksene rett og slett skille seg”, Sa Chiti. “[Dark matter] det er en avgjørende ingrediens i å lage en galakse og holde den sammen. “

Basert på stjernenes posisjoner og bevegelser, var teamet i stand til å oppdatere estimatet av massen av mørk materie for Tucana II, og til slutt nådde området 10 millioner solmasser. Dette er det første beviset på at ultra-svake dverggalakser kan ha så mye mørk materie, og det reiser mange gåter.

“Dette betyr trolig også at de første galaksene dannet seg i mye større mørke materiehaloer enn tidligere antatt.” sa astrofysiker Anna Frebel fra MIT. “Vi trodde at de første galaksene var de minste og svakeste galaksene. Men i virkeligheten kan de ha vært flere ganger større enn vi trodde, og ikke tross alt så små.”

READ  Den merkelige nye stjernen skapt av kollisjonen mellom hvite dverger er ulik noe vi har sett før

Så hvor i helvete fikk han all den mørke saken fra? En anelse om det kan være i stjernene i galaksen. Da teamet studerte data fra Magellan Telescopes i Chile, fant de at ikke alle stjernene hadde samme metallisitet.

Faktisk var de veldig delt mellom to befolkninger. Stjernene i utkanten av Tucana II hadde tre ganger lavere metallicitet enn stjernene i sentrum, noe som antydet to separate stjernepopulasjoner. I Melkeveien kan dette skje hvis en befolkning med stjerner har kommet fra et annet sted, for eksempel en kollisjon med en annen galakse.

Dette er første gang en slik kjemisk forskjell har blitt observert mellom stjerner i en eldgammel galakse, men årsakene kan være like: en gang var Tucana II ikke en, men to galakser som smeltet sammen, og kombinerte deres mørke materie. glorier.

“Vi ser kanskje det første tegnet på galaktisk kannibalisme”, Sa Frebel. “En galakse kan ha spist opp en av sine mer primitive og litt mindre naboer, som deretter sølte alle stjernene i utkanten.”

Imidlertid skjedde det, forskning viser at det utvidede utvalget av disse små satellittgalaksene nå kan observeres og karakteriseres, noe som betyr at andre som Tucana II kunne identifiseres. Det er til og med to kandidater: De ultra svake dverggalaksene Segue 1 og Bootes I har hver en stjerne i lang avstand fra den galaktiske kjernen.

Teamet planlegger å bruke teknikkene sine for å finne flere stjerner av denne typen og flere galakser av denne typen og studere dem.

“Det er sannsynligvis mange flere systemer, kanskje alle, som har disse stjernene som blinker utenfor.” Sa Frebel.

Forskningen er publisert i Naturastronomi.