Ciemna materia może trafiać w odpowiednią nutę w małych galaktykach

Ciemna materia może się rozpraszać tylko wtedy, gdy osiągnie odpowiednią energię – informują naukowcy w nowym badaniu. Ich pomysł pomaga wyjaśnić, dlaczego galaktyki od tych najmniejszych po największe, mają kształty takie, jakie mają.

Ciemna materia jest tajemniczą i nieznaną formą materii, która obejmuje ponad 80% materii w dzisiejszym Wszechświecie. Jej natura nie jest znana, ale uważa się, że jest odpowiedzialna za tworzenie się gwiazd i galaktyk poprzez przyciąganie grawitacyjne, które doprowadziło do naszego istnienia.

Astronomowie już odkryli, że ciemna materia nie wydaje tak bardzo się zbierać razem w grupy, jak sugerują to symulacje. Jeżeli grawitacja jest jedyną siłą, która napędza ciemną materię, wtedy powinna ona stawać się bardzo gęsta w kierunku centrum galaktyki. Jednakże, szczególnie w małych, słabych galaktykach karłowatych, zwanych sferoidalnymi, ciemna materia nie wydaje się być tak gęsta w kierunku centrum, jak tego oczekiwano.

Jeden problem z tym pomysłem polega na tym, że ciemna materia zdaje się gromadzić w większych układach, takich jak gromady galaktyk. Międzynarodowy zespół naukowców opracował wyjaśnienie, które może pomóc rozwiązać tę zagadkę i ujawnić, czym jest ciemna materia.

Według zespołu takim wyjaśnieniem jest rezonans. Jednak naukowcy nie byli przekonani co do tego, że tak prosty pomysł wyjaśniłby poprawnie dane. „Po pierwsze byliśmy trochę sceptyczni, że pomysł ten wyjaśni dane obserwacyjne. Ale kiedy spróbowaliśmy, zadziałało!” – mówi kolumbijski badacz Camilo Garcia Cely z Deutsches Elektronen-Synchrotron (DESY) w Niemczech.

Zespół uważa, że nie jest przypadkiem, że ciemna materia może trafić dokładnie w odpowiednią nutę.

„Istnieje wiele innych układów w przyrodzie, które pokazują podobne przypadki: w gwiazdach cząsteczki alfa rezonują z berylem, który z kolei rezonuje z węglem, tworząc klocki, które dały początek życiu na Ziemi. Podobny proces zachodzi w przypadku cząsteczek subatomowych zwanych phi” – mówi Garcia Cely.

„Może być to również znak, że nasz świat ma więcej wymiarów, niż widzimy. Jeżeli cząsteczka porusza się w dodatkowych wymiarach, ma energię. Nam, niewidzącym dodatkowych wymiarów, wydaje się, że energia jest faktycznie masą, dzięki równaniu Einsteina E=mc2. Być może niektóre cząsteczki poruszają się dwa razy szybciej, niż w dodatkowym wymiarze, dzięki czemu mają masę dwa razy taką, jak masa ciemnej materii” – mówi chiński fizyk Xiaoyong Chu z Austrian Academy of Sciences.

Kolejnym krokiem zespołu będzie znalezienie danych obserwacyjnych, które poprą tę teorię.

„Jeżeli jest to prawda, to przyszłe i bardziej szczegółowe obserwacje różnych galaktyk ujawnią, że rozpraszanie ciemnej materii w rzeczywistości zależy od jej prędkości” – mówi Hitoshi Murayama, autor pracy, prof. Uniwersytetu Kalifornijskiego w Berkeley oraz Kavli Institute for the Physics and Mathematics of the Universe Principal Investigator i jednocześnie lider oddzielnej, międzynarodowej grupy, która zamierza to zrobić, wykorzystując niedokończony jeszcze Prime Focus Spectrograph. Instrument zostanie zamontowany na teleskopie Subaru na Mauna Kea na Hawajach i będzie zdolny do pomiaru prędkości tysięcy gwiazd w karłowatych galaktyka sferoidalnych.

Opracowanie:
Agnieszka Nowak

Źródło:
Uniwersytet Tokio

Dodaj komentarz

This site uses Akismet to reduce spam. Learn how your comment data is processed.