Standard kosmologi kræver mange flere dværggalakser, end vi ser. En ny computersimulering antyder, at vi muligvis ikke har brug for så mange dværg galakser.
En computersimulering viser stjerner i en galakse som vores Mælkevej til venstre og den samme regions mørke stof til højre. Billede via Andrew Wetzel / Carnegie Science.
Astronomer har overvejet puslespillet om dværg galakser i nogle år. Standard kosmologi forudsiger, at der skulle være hundreder af dværg galakser i kredsløb omkring galakser som vores Melkevejsgalakse. Men indtil videre kender astronomer kun omkring 50 små galakser inden for ca. 1,4 millioner lysår fra Mælkevejen, og det er muligt, at de ikke alle er sande Mælkevejsatellitter. Så hvor er resten af dværg galakserne? Astronomisk teoretiker Andrew Wetzel, der har en fælles aftale med Carnegie Observatories og Caltech, mener, at de overhovedet ikke behøver at eksistere.
Wetzel kørte en meget detaljeret computersimulering af en galakse som vores Mælkevej. Hans erklæring fra CarnegieScience sagde, at den gør:
... de mest nøjagtige forudsigelser til dato om dværg galakserne i Mælkevejens kvarter. Wetzel opnåede dette ved at køre den højeste opløsning og den mest detaljerede simulering nogensinde af en galakse som vores Mælkevej.
Det er en masse superlativer, og tiden viser, om Wetzels arbejde er tidens prøve. For tiden offentliggøres hans fund af The Astrophysical Journal Letters, en peer-reviewet tidsskrift. Og Carnegie-erklæringen sagde:
Spændende resulterede hans model i en population af dværg galakser, der ligner det astronomer observerer omkring os.
Hvad har mørk materie at gøre med alt dette? Den standard kosmologiske model - der kaldes Lambda kold mørk materie-model - er det, der kræver det store antal (hidtil uobserverede) dværggalakser.
I forsøget på at forklare, hvorfor vi ser så få, har astronomer prøvet forskellige teoretiske justeringer til modellen, men ingen af dem kunne redegøre for både det lille antal dværg galakser og deres egenskaber, inklusive deres masser, størrelse og densitet.
Nogle astronomer har også forsøgt at sige, at vi bare ikke har tilstrækkelig observerende teknikker til at se alle dværg galakser, der er derude. I de senere år, da observeringsteknikkerne er forbedret, er der set flere dværg galakser, der kredser om Mælkevejen, men stadig ikke nok til at stemme overens med forudsigelser baseret på kosmologiske standardmodeller.
Se større. | Et infrarødt kort over vores Melkevejs galakse, der viser 9 nye objekter markeret med rødt. Det er dværg galakser (og / eller kugleformede klynger), der blev opdaget i 2015. Men der er stadig langt færre dværg galakser, end der skulle være, i henhold til den mest accepterede nuværende model af vores univers. Billede via S. Koposov, V. Belokurov (IoA, Cambridge) og 2MASS-undersøgelse.
Det er grunden til, at forskere har finsluttet deres computersimuleringsteknikker. De forsøger at bringe forudsigelserne om de teoretiske modeller bedre i overensstemmelse med observationerne. Især arbejdede Wetzel og hans samarbejdspartnere med omhyggelig modellering af den komplekse fysik i stjernernes evolution, herunder hvordan supernovaer - eksploderende stjerner - påvirker deres værtsgalakser. Wetzel forklarede:
Ved at forbedre, hvordan vi modellerede stjernenes fysik, bød denne nye simulering en klar teoretisk demonstration af, at vi faktisk kan forstå de dværg galakser, vi har observeret omkring Mælkevejen.
Vores resultater forener således vores forståelse af mørk materies rolle i universet med observationer af dværggalakser i Mælkevejen.
Vil du vide mere om mørkt stof? Videoen herunder er en (meget langsom) grunning!
Nederste linje: Den standard kosmologiske model - der kaldes Lambda kold mørk materie model - kræver et stort antal (hidtil uobserverede) dværggalakser. En ny computersimulering fra Andrew Wetzel fra Carnegie Observatories og Caltech antyder, at vi muligvis ikke har brug for så mange dværg galakser.