Nézz egy galaxist, mit látsz? Valószínűleg sok csillag. És eltemetve azok közé a csillagok közé, ha elég alaposan megnézed, akkor bolygók, fekete lyukak, fehér törpék, aszteroidák és mindenféle válogatott vaskos esély és vége található meg. A szokásos galaktikus környezet.
Amit nem látnál, az az, ami a galaxis legnagyobb része igazán készült. Nem látnád a láthatatlant, a rejtettet. Nem látnád a galaktikus tömeg nagy részét. Nem látnád a sötét anyagot.
A sötét ügyek a legfontosabbak
A sötét anyag az anyag hipotetikus formája, és ebben a hipotézisben most úszol benne. Amennyire el tudjuk mondani, évtizedes óvatos, aprólékos megfigyelések alapján mindent, a csillagok galaxisokon belüli mozgásától a klaszterekben lévő galaxisok mozgásáig, a nagyroham korai pillanataitól kezdve a szerkezet növekedéséig az egész világegyetemben (azaz , nagyon keményen dolgoztunk ezen)), a kozmoszunk nem az, ami a felszínen látszik.
A fő eredmény: az univerzumban a legtöbb nyers anyag egyszerűen nem kölcsönhatásba lép a fényrel. Általános neve "sötét anyag", de jobb név lehet láthatatlan ügy. Nem vagyunk biztosak abban, hogy mi ez (még mindig ezen a részen dolgozunk), de úgy tűnik, hogy a sötét anyag valamilyen mikroszkopikus részecske, amely minden galaxist eláraszt, és extra tömeggel ragadja meg őket. Mivel ez a sötét anyag nem lép kölcsönhatásba a fénygel, semmi köze nincs az elektromágneses erőhez, azaz egyszerűen csak áthalad a normál anyagon, anélkül, hogy egyetlen darabot észrevenne vagy gondozna.
Semmi súlya
Bármennyire hatalmas, mint ez a sötét anyag a világegyetem mély és zavaró problémáinak magyarázata szempontjából, van néhány gyengesége. Különösen akkor, amikor az asztrofizikusok a galaxisok növekedésének számítógépes szimulációját futtatják - követik azok kialakulását és fejlődését több milliárd év alatt az összes ismert fizika segítségével, amely a galaxis galaxisává válik -, úgy találják, hogy a sötét anyag valóban hajlamos, valóban megtévesztőleg nagy sűrűségűre csúszik fel ezen galaxisok központjában.
Ez önmagában egy finom és napos előrejelzés, de nem egészen egyezik meg a megfigyelésekkel. Noha a sötét anyagot közvetlenül nem látjuk (ne feledje: láthatatlan), láthatjuk annak hatásait minden másra, beleértve a normál anyagot is. Lehet, hogy a sötét anyag nem játszik elektromágneses játékot, de a gravitációval beszél, mivel a gravitáció szuper-barátságos, és képes beszélni az egész univerzum tömegének és energiájának minden darabjára.
Tehát ha egy galaxist megtöltenek sötét anyaggal, és a sötét anyag hajlamosan csomorodik össze a központban, akkor sok lesz súly a galaxis közepén, behúzva a környező gázt. Amint ez a gáz összenyomódik a magra, összehúzódik és összeomlik, és hatalmas csillagképződés eseményeket vált ki, új csillagok almáit bukkanva fel.
Más szavakkal, a galaxisok magjainak halmozódniuk kell a gáz és a csillag molekuláris halmazain. És bár a galaktikus központok valóban nagyon gazdag helyek, ők nem hogy gazdag.
Az a következtetés, hogy a galaktikus magokban a sötét anyag viselkedésével kapcsolatos banális jóslat nem teljes a történetről. Mivel annyi más jó oka van, hogy feltételezzük, hogy a sötét anyag dolog, a következő kérdés válik: mi húzza ki a magból?
A dolgok remegése
Adj egy tíz elméleti fizikai problémát, és tucatnyi megoldást fognak találni. És a sötét anyagmagok „ravaszsága” esetén sikerült mindenféle szórakoztató magyarázatot felbukkanniuk. Lehet, hogy a sötét anyag egzotikusabb, mint gondoltuk, és képes egy kissé kölcsönhatásba lépni önmagával egy új természet ötödik erő révén, simítva magát a magjában. Talán a sötét anyag csak egy természetesen meleg és energikus, és ennek nehézsége van a központban.
Bármennyire is jó ezek a lehetőségek, talán a magyarázat valami hétköznapiabb. A sötét anyag a normál anyag viselkedését gravitáción keresztül befolyásolhatja, ugyanez igaz fordítva. Noha lényegében kevésbé terjedelmes, mint a sötét társaik, univerzumunk szokásos dolga mindent meghúzhat és elhúzhat, még ha csak egy apró darab is.
A közelmúltban egy csillagászok egy csoportja a törpe galaxisok számos populációját tanulmányozta, ahol a sötét és a normál anyag közötti kapcsolat megkönnyíthető. Ezeket a mintákat a csillagképződés és a központi sűrűség közötti bármilyen kapcsolat keresésére használta. Ebben a forgatókönyvben, ha egy galaxis sok utóbbi időben csillagképződést tapasztal, robbanásveszélyes szupernóva-szeleket és más temperamentumos kitöréseket kiváltva, akkor ez sok normál anyagot kivezet a magból, és a gravitáció megteszi a dolgát, és húzza ki a sötét anyagot a szokásos dolgokkal együtt.
A tanulmány érdekes eredményt talált: a közelmúltban sok csillagképződésű törpe galaxison (amelyek „az utóbbi” az elmúlt hat milliárd évben voltak) simább központi sűrűségűek voltak, míg kevésbé aktív testvéreik sokkal könnyebbek voltak a központjukban, támogatva ezt a hipotézist, miszerint a normál anyag valóban befolyásolhatja a sötétet. Noha ez nem oldja meg teljesen a sötét anyag természetű rejtvényt, ez jelentős előrelépés.
Bővebben: “A sötét anyag felmelegszik a törpe galaxisokban”
