На основе 18-летних наблюдений карликовой галактики Дракон, находящейся примерно в 250 000 световых лет от Земли, ученые использовали космический телескоп Хаббла, чтобы нарисовать самую точную на сегодняшний день трехмерную карту движения звезд в этой маленькой галактике.
Улучшенные измерения могут помочь раскрыть природу, поведение и распределение темной материи. Темная материя — одна из величайших загадок современной астрофизики, и считается, что она составляет большую часть массы галактик.
Поиск темной материи в галактиках
Темная материя — это материя, невидимая для нас, поскольку она не взаимодействует с электромагнитным излучением. На его долю приходится примерно 85% всей материи во Вселенной. Кривая вращения галактики показывает, что звезды по краям движутся быстрее, чем ожидалось, и более массивны, чем мы видим, что предполагает наличие темной материи.
Согласно нашему нынешнему пониманию Вселенной, эта темная материя вместе с водородом, по-видимому, образует настоящую сеть нитей, называемую космической паутиной, в узлах которой галактики переплетаются. Эффекты его гравитационного взаимодействия с другой материей — единственный способ, которым мы в настоящее время можем его нанести на карту.
Компьютерное моделирование предполагает, что темная материя должна накапливаться в центрах галактик, образуя «вершинные» структуры. Однако предыдущие наблюдения показали, что галактики более равномерно распределены между гало и центрами, что приводит к расхождениям между теоретическими моделями и данными наблюдений. Эта разница побудила ученых искать более точные способы изучения распределений.
Погоня за звездами для составления карты темной материи
Исследовательская группа под руководством Эдуардо Витраля из Научного института космического телескопа (STScI) в Балтиморе использовала инновационную технику для анализа движения звезд в карликовой галактике Дракона.
Эта галактика была выбрана по нескольким причинам.
Обратите внимание: MIT и IBM хотят изменить наш мир с помощью искусственного интеллекта.
Во-первых, в ней высокое содержание темной материи, поскольку известно, что в карликовых галактиках доля темной материи выше, чем в других типах галактик. Кроме того, это шаровидная карликовая галактика, и ее относительно простая форма облегчает моделирование и анализ движения звезд. Наконец, это спутник Млечного Пути, а значит, дает возможность изучать взаимодействия с Млечным Путем.Команда проанализировала данные Хаббла почти за два десятилетия с 2004 по 2022 год. Наблюдения в течение таких длительных периодов времени важны для точного измерения движения звезд.
Объединив измерения лучевой скорости, скорости вдоль луча зрения, с собственными движениями звезд и их движением по плоскости неба, астрономы получили беспрецедентное трехмерное представление о галактической динамике.
Достигнутая точность необычайно высока: эквивалентна измерению смещения за один год и немного меньше ширины мяча для гольфа, видимого с Земли на Луне.
Последствия
Результаты показывают, что темная материя распределена скорее как мосты, что соответствует космологическим предсказаниям. Таким образом, это исследование представляет собой важный шаг вперед в нашем понимании темной материи и формирования галактик.
Более того, методы, разработанные для карликовой галактики Дракон, могут быть применены к другим галактикам в будущем, открывая новые перспективы исследований. Команда уже анализирует наблюдения Хаббла карликовой галактики Скульптора и галактики Малой Медведицы.
Кроме того, ожидается, что Европейский космический телескоп «Евклид», который начнет наблюдения 14 февраля 2024 года, и будущий детектор НАСА Нэнси Грейс Роман, позволят получить информацию о многих галактиках благодаря своей способности наблюдать большие площади галактик свойства темной материи. Небо.
Исследование было принято к публикации в The Astrophysical Journal, и его можно найти .
Больше интересных статей здесь: Новости науки и техники.