Nye spor om mørkt stof fra de mørkeste galakser

De kaldes galakser med lav overflade-lysstyrke, og det er takket være dem, at vigtige bekræftelser og ny information er blevet opnået om et af de største mysterier i kosmos:mørkt stof. "Vi har fundet ud af, at diskgalakser kan repræsenteres af et universelt forhold. Især, i denne undersøgelse analyserede vi de såkaldte Low-Surface-Brightness (LSB) galakser, en bestemt type galakse med en roterende skive, såkaldt fordi de har en lysstyrke med lav tæthed, " siger Chiara di Paolo, astrofysiker ved SISSA og hovedforfatter af en undersøgelse for nylig offentliggjort i MNRAS sammen med Paolo Salucci (astrofysiker ved SISSA) og Erkurt Adnan (Istanbul Universitet).

Forskerne analyserede den hastighed, hvormed stjerner og gasser, der udgør emnet for undersøgelsen, roterer, bemærker, at LSB'erne også har en meget homogen adfærd. Dette resultat konsoliderer adskillige spor om tilstedeværelsen og adfærden af ​​mørkt stof, åbner op for nye scenarier om dets interaktioner med lyst stof.

Lys og skygger på stof

Det er der, men du kan ikke se det. Mørkt stof ser ud til at udgøre cirka 90 % af universets masse; det har effekter, der kan detekteres på de andre objekter, der er til stede i kosmos, og alligevel kan den ikke iagttages direkte, fordi den ikke udsender lys (i hvert fald på den måde, som den er blevet søgt på til dato). En af metoderne til at studere det er rotationskurver for galakserne, systemer, der beskriver tendensen for stjerners hastighed baseret på deres afstand fra galaksens centrum. De observerede variationer er forbundet med tyngdekraftens vekselvirkninger på grund af tilstedeværelsen af ​​stjerner og den mørke komponent af stof. Følgelig, rotationskurverne er en god måde at få information om det mørke stof på baseret på dets indvirkning på det, det er muligt at observere. I særdeleshed, Analysen af ​​rotationskurverne kan udføres individuelt eller på grupper af galakser, der deler lignende karakteristika ifølge den universelle rotationskurve (URC) metode.

Det nye ved forskningen ligger i at have anvendt URC-metoden for første gang, allerede brugt til andre typer galakser, til en stor prøve af galakser med lav overfladelysstyrke, opnå lignende resultater. "Vi har sammenlignet rotationskurver for forskellige LSB-galakser og fundet ud af, at der ikke er nogen diskontinuitet, men gradvise og ordnede variationer startende fra de små til de store. Noget lignende blev også observeret for spiralgalakser, " forklarer Salucci, den anden forfatter til undersøgelsen:"Denne metode blev anvendt for første gang i 1996, og til dato har det vist, at alle diske, spiralformet, dværg og nu også LSB-galakserne kan repræsenteres af et universelt forhold. Det betyder, at vi er i stand til at udtrykke en ordnet tendens gennem en formel, som tage højde for meget få parametre, beskriver, hvordan mørkt stof og lysende stof er fordelt."

Nye mulige scenarier

Som det ofte sker i videnskabelig forskning, undersøgelsen har afsløret yderligere overraskende og uventede resultater. "Vi har opdaget skalaforhold mellem stjerneskivens egenskaber og egenskaberne for haloen af ​​mørkt stof, for eksempel et forhold mellem dimensionerne af stjerneskiverne og dimensionerne af det indre område med en konstant tæthed af den mørke stof-halo, " forklarer Chiara Di Paolo. "Ydermere, ved at sammenligne relationerne fundet i LSB med dem opnået i forskellige typer galakser, vi har fundet ud af, at de alle er næsten tilfældige. Og det har været en stor overraskelse at bekræfte, at galakser med en meget forskellig morfologi og historie viser de samme forhold mellem egenskaberne af mørkt stof og egenskaberne for lysende stof." Dette resultat, sammen med nogle specifikke træk ved LSB-galakser, åbner op for en ny række scenarier, herunder eksistensen af ​​en anden type direkte interaktion, ud over den gravitationelle, mellem de to stoftyper, der danner galakser. En fascinerende idé, der skal bekræftes af nye observationer.