Kuvahyvitys: U of Chicago
Chicagon yliopiston Andrey Kravtsovin johtamat astrofysiikit ovat ratkaisseet kiusallisen ristiriidan galaksien muodostumisen suosiman teorian ja sen suhteen, mitä tähtitieteilijät näkevät teleskoopeissaan.
Astrofysiikot perustavat ymmärryksensä siitä, kuinka galaksit muodostuvat, iso bang -teoria, jota kutsutaan kylmän pimeän aineen teoriaksi. Tässä jälkimmäisessä teoriassa pienet galaksit törmäävät yhteen ja sulautuvat esiin tähtien muodostumisen purskeita, jotka luovat erityyppisiä massiivisia ja kirkkaita galakseja, joita tähtitieteilijät näkevät taivaalla tänään. (Pimeä aine saa nimensä siitä ajatuksesta, että 85 prosenttia maailmankaikkeuden kokonaismassasta on tehty tuntemattomasta aineesta, joka ei ole näkyvissä teleskoopeille, mutta jonka painovoimavaikutukset voidaan mitata valoisissa galakseissa.)
Tämä teoria sopii joihinkin keskeisiin tietoihin, jotka astrofysiikot ovat keränneet viime vuosina. Valitettavasti kun astrofysiikot suorittivat supertietokoneiden simulaatioita useita vuosia sitten, he päätyivät kymmenen kertaa enemmän tumman aineen satelliitteihin - tumman aineen kerroksiin, jotka kiertävät suurta galaksia - kuin odotettiin.
"Ongelmana on ollut, että simulaatiot eivät vastaa galaksien ominaisuuksien havaintoja" kertoi Princetonin yliopiston astrofysiikan professori David Spergel. "Mitä Andreyn työ edustaa, on erittäin uskottava ratkaisu tähän ongelmaan."
Kravtsov ja hänen yhteistyökumppaninsa löysivät potentiaalisen ratkaisun uusissa supertietokoneiden simulaatioissa, joita he kuvaavat paperissa, joka ilmestyy Astrophysical Journal -lehden 10. heinäkuuta. ? Ratkaisu ongelmaan on todennäköisesti kääpiögalaksejen kehityssuunnassa ,? Kravtsov sanoi viitaten pieniin galakseihin, jotka asuvat suurten galaksien reunalla.
Yleensä astrofysiikit uskovat, että hyvin pienten kääpiögalaksejen muodostuminen tulisi estää. Tämä johtuu siitä, että tähteiden jatkuvaan muodostumiseen tarvittava kaasu voidaan kuumentaa ja karkottaa ensimmäisen sukupolven räjähtävistä supernoova-tähtiistä. Lisäksi galaksin ja kvaasarien ultravioletti säteily, joka alkoi täyttää maailmankaikkeutta noin 12 miljardia vuotta sitten, lämmittää galaktien välistä kaasua ja sulkee tuoreen kaasun toimituksen kääpiögalakseihin.
Simulaatioissa Kravtsov yhdessä Oleg Gnedinin kanssa avaruusteleskoopin tiedeinstituutista ja Anatoly Klypinin kanssa New Mexico State Universitystä havaitsi, että jotkut kääpiögalakseista, jotka ovat nykyään pieniä, ovat olleet aiemmin massiivisempia ja voisivat kerätä painovoimaa gradienttisesti täytyy muodostaa tähtiä ja tulla galaksi.
? Järjestelmät, jotka näyttävät nykyään melko heikoilta ja aneemisilta, voisivat kunniansa aikana muodostaa tähtiä suhteellisen lyhyeksi ajaksi ,? Kravtsov sanoi. "Nopean massakasvun jälkeen he menettivät suurimman osan massastaan, kun he kokivat voimakkaita vuorovesivoimia isäntägalaksistaan ja muista niitä ympäröivistä galakseista."
Tämä galaktinen? Kannibalismi? jatkuu vielä nykyäänkin, kun monet "kannibalisoiduista" kääpiögalaksegeista, jotka muuttuvat satelliiteiksi, jotka kiertävät suurempien galaksien painovoiman vetäessä.
? Aivan kuten aurinkoa ympäröivissä aurinkokunnan planeetoissa, myös Linnunradan galaksiamme ja sen lähintä naapuria, Andromedan galaksia, ympäröi kymmenkunta heikkoa kääpiötä? galaksit ,? Kravtsov sanoi. ? Näitä esineitä veti Linnunradan ja Andromedan gravitatiivinen vetovoima jonkin aikaa sitten niiden evoluution aikana.?
Simulaatiot onnistuivat siellä, missä muut olivat epäonnistuneet, koska Kravtsovin tiimi analysoi simulaatioita, jotka olivat tiiviisti ajoissa toisistaan korkealla resoluutiolla. Tämän ansiosta joukkue pystyi seuraamaan yksittäisten esineiden kehitystä simulaatioissa. ? Tämä on melko vaikeaa, eikä sitä usein tehdä kosmologisten simulaatioiden analyyseissä. Mutta tässä tapauksessa se oli avain tunnistaa tapahtuva ja saada tulos ,? Kravtsov sanoi.
Tulos asettaa kylmän pimeän aineen skenaarion vakaammalle alustalle. Tutkijat olivat yrittäneet modifioida skenaarion pääperiaatteita ja tumman aineen hiukkasten ominaisuuksia poistaakseen räikeän ristiriidan teorian ja kääpiögalaktioiden havainnoinnin välillä. ? On käynyt ilmi, että ehdotetut muutokset aiheuttivat enemmän ongelmia kuin niiden ratkaistiin ,? Kravtsov sanoi.
Simulaatiot suoritettiin Kansallisessa supertietokonesovelluskeskuksessa, Illinoisin yliopistossa, Urbana-Champaignissa, National Science Foundationin ja National Aeronautics and Space Administrationin myöntämillä avustuksilla.
Alkuperäinen lähde: Chicagon yliopiston lehdistötiedote
