Ciemne towarzyszki galaktyk karłowatych powodują powstawanie nowych gwiazd

dnia 11/03/2016

darkmattersa

Jednym z głównych przewidywań obecnie przyjmowanego modelu powstawania struktur we wszechświecie – znanego jako Model Lambda-CDM (Lambda Cold Dark Matter) – jest twierdzenie, że galaktyki zanurzone są w obszernych i masywnych halo ciemnej materii, które to otoczone są tysiącami mniejszych pod-halo także składających się z ciemnej materii.

Wokół dużych galaktyk, takich jak Droga Mleczna, owe pod-halo składające się z ciemnej materii są wystarczająco duże, aby w ich wnętrzu było wystarczająco dużo gazu i pyłu, aby powstawały z nich małe galaktyki. Niektóre z nich, znane jako galaktyki satelitarne, możemy obserwować.

Tego typu galaktyki satelitarne mogą krążyć wokół dużych galaktyk przez miliardy lat zanim zderzą i połączą się z nimi.  Gdy jednak dochodzi do tego typu połączeń, do galaktyki centralnej wpada bardzo dużo gazu i gwiazd co z kolei wyzwala gwałtowne epizody intensywnego powstawania nowych gwiazd. Z uwagi na oddziaływania grawitacyjne między galaktyką satelitarną a centralną dochodzi do zaburzenia kształtu i morfologii tej drugiej.

Mniejsze halo powodują powstawanie galaktyk karłowatych, wokół których z kolei będą krążyć jeszcze mniejsze pod-halo ciemnej materii, które tym razem są za małe, aby znajdował się w nich gaz i gwiazdy. Takie ciemne satelity będą zatem niewidoczne dla teleskopów, ale będą się pojawiać w modelach teoretycznych opracowywanych w symulacjach komputerowych. Bezpośrednie zaobserwowanie ich oddziaływania z ich galaktykami macierzystymi jest niezbędne, aby można było dowieść ich istnienia.

Laura Sales, profesor na University of California we współpracy z Tjitske Starkenburg oraz Aminą Helmi (oboje z Kapteyn Astronomical Institute w Holandii), zaprezentowała nowatorską analizę symulacji komputerowych, opartą na modelach teoretycznych, które badają oddziaływanie galaktyk karłowatych z ciemnymi satelitami.

Ich odkrycia zostały opisane w dopiero co opublikowanym artykule pt. „Dark influences II: gas and star formation in minor mergers of dwarf galaxies with dark satellites” w periodyku Astronomy & Astrophysics.

Naukowcy odkryli, że w momentach największego zbliżenia ciemnego satelity do galaktyki karłowatej, wskutek oddziaływań grawitacyjnych gaz jest sprężany w galaktyce karłowatej, co prowadzi do krótkich, ale istotnych okresów charakteryzujących się intensyfikacją procesów gwiazdotwórczych. Takie okresy gwiazdotwórcze mogą trwać nawet kilka miliardów lat, w zależności od masy, orbity i gęstości ciemnego satelity.

Ten scenariusz przewiduje, że wiele galaktyk karłowatych już dzisiaj przez nas obserwowanych, może charakteryzować się dużo większym tempem procesów gwiazdotwórczych – czyli dokładnie tłumaczy dane obserwacyjne.

Co więcej, podobnie jak w przypadku łączenia masywniejszych galaktyk, oddziaływania między galaktyką karłowatą a ciemnym satelitą powodują powstawanie zaburzeń w morfologii galaktyki karłowatej, które mogą całkowicie zmienić jej strukturę z „dyskowej” na sferyczną / eliptyczną. Ten mechanizm także tłumaczy powstawanie izolowanych, sferycznych galaktyk karłowatych, które stanowią zagadkę nierozwiązaną od kilkudziesięciu lat.

Źródło: Astronomy & Astrophysicws

Dodaj komentarz