_ Galaxiile deformate fac lumină asupra viteza materiei întunecate

În noile cercetări publicate în Astronomy & Astrophysics, cercetătorii au descoperit cum să calculeze cu precizie forțele care afectează galaxiile în ciclurile mareelor. Următoarea etapă este să găsim galaxii suficient de dezafectate în univers pentru a studia viteza materiei întunecate în raport cu galaxiile.

Deci, cum poate fi măsurată viteza materiei întunecate? Condiția prealabilă este găsirea unei galaxii în univers care se mișcă în raport cu materia întunecată. Deoarece totul în univers este în mișcare și există o cantitate mare de materie întunecată, nu este dificil să găsești astfel de galaxii.

Obiectele grele, cum ar fi galaxiile, atrag toate tipurile de materie, indiferent dacă este întunecată. materie sau materie vizibilă pe care o întâlnim zilnic. Pe măsură ce materia întunecată trece pe lângă o galaxie, galaxia începe să atragă particulele de materie întunecată spre ea. Cu toate acestea, schimbarea direcției de viteză a particulelor necesită timp. Înainte ca traiectoria lor să se curbe spre galaxie, reușesc deja să treacă de galaxie.

Astfel, particulele de materie întunecată nu intră în galaxie, ci se deplasează în spatele galaxiei (vezi videoclipul de mai jos). Prin urmare, în spatele galaxiei, densitatea materiei crește, iar acest lucru duce la o încetinire a galaxiei - un fenomen numit frecare dinamică. Puterea frecării dinamice, la rândul său, depinde de cât de repede trece particulele de materie întunecată prin galaxie, adică de cât timp are galaxia timp să schimbe traiectoria particulelor de materie întunecată. Când particulele trec încet, densitatea materiei crește mai aproape de galaxie, ceea ce face ca aceasta să încetinească mai mult.

În videoclip, punctul verde reprezintă o galaxie, iar panourile superioare arată mișcarea materiei întunecate. particule dincolo de galaxie (dacă există o galaxie în panoul corespunzător). Panourile inferioare arată forma tuturor traiectoriilor, demonstrând că câmpul gravitațional al unei galaxii afectează particulele de materie, creând o supradensitate în spatele galaxiei. Supradensitatea încetinește din nou galaxia și îi distorsionează forma.

Să presupunem că galaxia care provoacă frecarea dinamică nu este mică, ci mare. În acest caz, supradensitatea din spatele acesteia generează frecare de diferite forțe în diferite puncte ale galaxiei, așa cum se vede în Figura 1. Diferența de frecare face forma galaxiei mai deformată. Experimentăm o schimbare similară a formei pe Pământ cu cea a ciclurilor mareelor ​​– maree înalte și maree joase cauzate de gravitația lunii.

Este irelevant cât de mari devin în cele din urmă particulele de materie întunecată – orbita lor. încă se curbe în spatele galaxiei. Metoda ar putea să nu producă rezultate precise dacă particulele ar fi comparabile ca dimensiuni cu galaxiile în sine. Cu toate acestea, aceste modele de materie întunecată sunt deja excluse.

Găsirea în sine a galaxiilor deformate nu este dificilă, deoarece ele reprezintă aproximativ 30% din toate galaxiile din spațiul cosmic. Desigur, multe depind de cât de departe să priviți în părțile exterioare ale unei galaxii și de ce nivel de deformare consideră o galaxie dezechilibrată.

De asemenea, forma deformată a unei galaxii poate să nu fie cauzată doar de dinamica frecare. Există o serie de alte motive pentru asta. De exemplu, galaxiile care s-au format după ciocnirea mai multor galaxii pot fi asimetrice. În acest caz, totuși, ar trebui să putem detecta undeva în interiorul galaxiei nucleul altei galaxii sau un halou stelar mai mare. Deformarea galactică poate fi cauzată și de un flux constant de gaz. În astfel de situații, forma galaxiei va dura câteva miliarde de ani pentru a-și reveni.

Astfel, pentru a măsura vitezele materiei întunecate, avem nevoie de o galaxie deformată care să fie cât mai izolată de alte galaxii. În acest caz, este mai sigur că nu i s-a întâmplat nimic în afară de trecerea materiei întunecate.

Cosmologia este un poligon de testare important al fizicii teoretice. Calcularea vitezei materiei întunecate poate fi importantă pentru testarea noilor modele de materie întunecată și pentru ridicarea vălului secretului asupra naturii materiei întunecate.

(Fluierul)