Nova simulacija: gravitacija same galaksije može oponašati tragove tamne materije

Novo istraživanje Univerziteta u Vašingtonu pokazuje da nepravilnosti u takozvanim zvjezdanim strujama oko Mliječnog puta mogu nastati i bez uticaja tamne materije, samo usljed gravitacije same galaksije. Rad je objavljen 27. avgusta u časopisu The Astrophysical Journal.

Zvjezdane struje su duge, tanke trake zvijezda koje nastaju kada grupa zvijezda ili manja galaksija bude uhvaćena gravitacijom veće galaksije i razvučena tokom vremena dok kruži oko nje. Astronomi su dugo vjerovali da bi neravnine u tim strujama - praznine, kvrge i prekidi - mogle biti otisak malih nakupina tamne materije, takozvanih podhaloa, koje svojom gravitacijom remete strukturu struje.

Tim naučnika sa Univerziteta u Vašingtonu simulirao je četiri galaksije veličine Mliječnog puta bez ikakvih nakupina tamne materije, u koje su ubacili oko 15.000 zvjezdanih struja. Nakon simuliranih pet milijardi godina, nepravilnosti su se pojavile u gotovo svakoj od njih - od 15.000 struja u sve četiri galaksije, samo je 70 ostalo potpuno glatko.

„U našim simulacijama, same matične galaksije izazvale su iste vrste nepravilnosti kakve posmatramo kod stvarnih zvjezdanih struja. Sada kada možemo da predvidimo šta matična galaksija radi sama po sebi, možemo početi da izdvajamo efekte za koje je odgovorna tamna materija“, izjavio je glavni autor studije Arpit Arora, postdoktorski istraživač astronomije na Univerzitetu u Vašingtonu.

Uzrok nepravilnosti je neravnomjerna raspodjela zvijezda unutar samih galaksija - gušće i rjeđe oblasti diska stvaraju nejednoliko gravitaciono polje kroz koje struje prolaze i time se savijaju, cijepaju ili razlamaju. Struje koje kruže bliže centru galaksije prolazile su kroz gušće predjele češće, pa su i nepravilnosti kod njih bile izraženije.

Koautorka studije Nora Šip, docentkinja astronomije na Univerzitetu u Vašingtonu, istakla je da tamna materija čini najveći dio mase u vasioni, ali da naučnici i dalje ne znaju od čega je sačinjena. Prema njenim riječima, Mliječni put je jedna od najboljih laboratorija za istraživanje tog pitanja, a zvjezdane struje jedan od najpreciznijih alata koje astronomi imaju na raspolaganju.

Istraživači sada planiraju da u naredne simulacije uključe i nakupine tamne materije, kako bi provjerili da li one izazivaju drugačiju vrstu nepravilnosti od onih koje stvara sama galaksija. Dodatnu pomoć trebalo bi da pruži teleskop Simonyi Survey u okviru Opservatorije Vera Rubin, koji bi mogao otkriti mnogo veći broj zvjezdanih struja u našoj galaksiji i time astronomima pomoći da naprave detaljniju klasifikaciju njihovih osobina.