Billedkredit: U fra Chicago
Astrofysikere ledet af University of Chicagos Andrey Kravtsov har løst en pinlig modsigelse mellem en begunstiget teori om, hvordan galakser dannes, og hvad astronomer ser i deres teleskoper.
Astrofysikere baserer deres forståelse af, hvordan galakser dannes på en udvidelse af big bang-teorien kaldet the cold dark matter theory. I denne sidstnævnte teori kolliderer og smelter små galakser, hvilket inducerer bursts af stjernedannelse, der skaber de forskellige typer af massive og lyse galakser, som astronomer ser på himlen i dag. (Mørket stof henter sit navn fra tanken om, at 85 procent af universets samlede masse er lavet af ukendt stof, der er usynlig for teleskoper, men hvis gravitationseffekter kan måles på lysende galakser.)
Denne teori passer til nogle nøgledata, som astrofysikere har indsamlet i de senere år. Desværre, når astrofysikere kørte superdatasimuleringer for flere år siden, endte de med 10 gange flere mørke stofsatellitter - klumper af mørkt stof, der kredsede om en stor galakse, end de forventede.
? Problemet har været, at simuleringerne ikke stemmer overens med observationer af galakseegenskaber ,? sagde David Spergel, professor i astrofysik ved Princeton University. ? Hvad Andreys arbejde repræsenterer er en meget plausibel løsning på dette problem.?
Kravtsov og hans samarbejdspartnere fandt den potentielle løsning i nye supercomputer-simuleringer, som de vil beskrive i en artikel, der vises i 10. juli-udgaven af Astrophysical Journal. ? Løsningen på problemet er sandsynligvis i den måde, hvorpå galakserne udvikler sig ,? Kravtsov sagde og henviste til de små galakser, der bor i fronterne af store galakser.
Generelt mener astrofysikere, at dannelse af meget små dværggalakser bør undertrykkes. Dette skyldes, at gas, der kræves til fortsat dannelse af stjerner, kan opvarmes og udvises af den første generation af eksploderende supernovaestjerner. Derudover opvarmer ultraviolet stråling fra galakser og kvasarer, der begyndte at fylde universet for cirka 12 milliarder år siden, den intergalaktiske gas og lukker forsyningen med frisk gas til dværg galakser.
I simuleringerne fandt Kravtsov sammen med Oleg Gnedin fra Space Telescope Science Institute og Anatoly Klypin fra New Mexico State University, at nogle af de dværg galakser, der er små i dag, har været mere massive tidligere og kunne tyngdekraften opsamle den gas, de har brug for at danne stjerner og blive en galakse.
? De systemer, der forekommer temmelig svage og anemiske i dag, kunne i deres glansdage danne stjerner i en relativt kort periode ,? Kravtsov sagde. ? Efter en periode med hurtig massevækst mistede de størstedelen af deres masse, da de oplevede stærke tidevandskræfter fra deres værtsgalakse og andre galakser, der omgiver dem.?
Denne galaktiske? Kannibalisme? vedvarer selv i dag, med mange af de? kannibaliserede? dværggalakser, der bliver satellitter, der kredser rundt i større galakseres tyngdekraft.
? Ligesom planeterne i solsystemet, der omgiver solen, er vores Melkevejs-galakse og dens nærmeste nabo, Andromeda-galaksen, omgivet af omkring et dusin svage? Dværge? galakser ,? Kravtsov sagde. ? Disse genstande blev trukket ind af tyngdekraften i Mælkevejen og Andromeda for nogen tid siden under deres udvikling.?
Simuleringerne var lykkedes, hvor andre var mislykkedes, fordi Kravtsovs team analyserede simuleringer, der var tæt fordelt i tid med høj opløsning. Dette gjorde det muligt for teamet at spore udviklingen af individuelle objekter i simuleringerne. ? Dette er ret vanskeligt og gøres ikke ofte i analyser af kosmologiske simuleringer. Men i dette tilfælde var det nøglen til at genkende, hvad der foregik, og få resultatet ,? Kravtsov sagde.
Resultatet sætter det kolde mørke stofscenarie på mere fast underlag. Videnskabsmænd havde forsøgt at ændre scenariets hovedret og egenskaberne ved partikler med mørkt stof for at eliminere den blændende uoverensstemmelse mellem teori og observation af dværg galakser. ? Det viser sig, at de foreslåede ændringer indførte flere problemer, end de løste ,? Kravtsov sagde.
Simuleringerne blev udført ved National Center for Supercomputer Applications, University of Illinois i Urbana-Champaign, med tilskud fra National Science Foundation og National Aeronautics and Space Administration.
Original kilde: University of Chicago News Release
