Dans med giganter:dynamikken i dværgsatellitgalakser

Dværgsatellitgalakser i Mælkevejen udfører anderledes danse, end forskerne oprindeligt forventede. Marius Cautun fra Durham University modtog et Marie Curie-stipendium for at opklare mysterierne i denne orbitaldans. 1. oktober 2018 starter han sin forskning på Leiden Observatory.

Kæmpegalakser som vores egen Mælkevej er omgivet af et stort antal svagere galakser, såkaldte dværggalakser. Disse dværge udfører en kompleks orbital dans omkring deres modergalakser. Denne dans minder lidt om Jupiter-månernes bevægelse omkring deres kæmpeplanet. Teoretiske modeller forudsagde, at denne dans skulle være sammensat af tilfældigt orienterede elliptiske baner. Imidlertid, Observationer afslører nu det modsatte:De fleste Mælkevejs-satellitgalakser kredser alle i samme plan og har baner, der er meget mere cirkulære end forventet.

'Dette er et stort problem, der mangler et svar', fortæller Cautun. 'Det kan signalere en grundlæggende sammenbrud af den nuværende kosmologiske model. Eller alternativt at vores egen galakse er meget atypisk:et 1 i et 1000-system.' Undersøgelser af dværgsatellitbaner kan endnu ikke udføres for andre gigantiske galakser, såsom vores nære nabo Andromeda-galaksen. Derfor er den eneste mulighed at undersøge Mælkevejen mere detaljeret.

Cautun håber, at hans forskning vil levere banebrydende ny indsigt i Mælkevejssatellitternes unormale dynamik og afsløre dannelseshistorien for vores galakse. Cautun vil først undersøge de fænomener, der giver anledning til satellitgalaksernes atypiske baner. Satellitgalakserne danner sig et stykke væk fra Mælkevejen og samles derefter på vores egen galakses mørk stof-halo. "Denne ophobning af satellitter finder sted i foretrukne retninger, de såkaldte filamenter af det kosmiske væv. Jeg vil undersøge, i hvilket omfang denne proces inducerer korrelationer i banerne i satellitgalakser ', forklarer Cautun.

For det andet nuværende undersøgelser har kun analyseret kredsløbene for lyse Mælkevejssatellitter. Imidlertid, svagere dværgsatellitter skal også indeholde vitale spor. Omkring vores galakse, mere end 40 af sådanne eksempler kendes. Ved at bruge avancerede galaksedannelsesmodeller, Cautun vil udføre detaljerede kosmologiske simuleringer for at forudsige fordelingen af ​​meget svage Mælkevejssatellitter. 'Næste, Jeg vil sammenligne disse modelforudsigelser med observationer for at lave en hidtil uset test af det nuværende kosmologiske paradigme. De samme simuleringer er også afgørende for at teste naturen af ​​mørkt stof og galakseformationsmodeller. '