En ny artikel præsenteret på denne uges konferencer i American Astronomical Society lover at skinne lidt lys, så at sige, om udøvelsen af mørkt stof i individuelle galakser. Den nuværende model af koldt mørkt stof i universet er ekstremt vellykket, når det kommer til at kortlægge det mystiske stof på store skalaer, men ikke på galaktiske og subgalaktiske skalaer. Tidligere i dag beskrev Dr. Sukanya Chakrabarti fra Florida Atlantic University en ny måde at kortlægge mørkt stof ved at observere krusninger i store galaksers brintdiske. Hendes arbejde kan endelig give astronomer mulighed for at bruge deres observationer af almindeligt stof til at undersøge fordelingen af mørkt stof på mindre skalaer.
Spiralgalakser er typisk sammensat af en disk, der er lavet af normalt (baryonisk) stof og indeholder den centrale bule- og spiralarme og en glorie, der omgiver disken og indeholder mørkt stof. I de senere år er der foretaget undersøgelser som THINGS (udført af NRAO Very Large Array) for at analysere fordelingen af brint i nærliggende galaktiske diske. Sidste år brugte Dr. Chakrabarti sådanne undersøgelser til at undersøge den måde, hvorpå små satellitgalakser påvirker skiverne fra større galakser som M51, Whirlpool Galaxy. Men den virkelige pris ligger i at undersøge, hvad astronomer ikke kan se. Chakrabarti bemærkede, "Siden 70'erne har vi fra observationer af flade rotationskurver kendt, at galakser har massive mørke stoffer, men der er meget få sonder, der giver os mulighed for at finde ud af, hvordan det er fordelt." Hun har nu udvidet sin forskning til at gøre netop det.
Astronomer mener, at densitetsfordelingen af mørkt stof er afhængig af en parameter kaldet dens skala radius. Som det viser sig, påvirker det at ændre denne parameter synligt formen på galakens brintdisk, når der redegøres for påvirkningen af passerende dværg galakser.
”Krusninger i ydre gasskiver tjener til at fungere som et spejl på den underliggende mørke stoffordeling,” sagde Chakrabarti. Ved at variere skalaradiusen for M51's mørke stof-glorie, var Chakrabarti i stand til at se, hvordan det ville påvirke formen og fordelingen af atomisk brint på disken. Hun fandt ud af, at radier i stor skala giver anledning til galakser med en mørk materie-glorie, der gradvist bliver mere diffuse, når de strækker sig langs diskens længde. Dette får brintet i disken til at blive meget løst omviklet omkring den centrale bule i galaksen. Omvendt har radier i små skalaer densitetsprofiler, der falder langt mere stejlt.
"Brattere tæthedsprofiler er mere effektive til at holde fast i deres 'ting'," forklarede Chakrabarti, "og derfor har de en meget mere tæt pakket spiralplanform."
Chakrabartis kort over fordelingen af mørkt stof i halogen af M51 stemmer overens med eksisterende teoretiske modeller, hvilket får hende til at tro, at denne metode kan være yderst nyttig for astronomer, der prøver at undersøge det undvigende, usynlige stof, der udgør næsten en fjerdedel af vores univers . En fortryk af hendes papir er tilgængelig på ArXiv.
