Astronomii din cadrul The University of Texas din Austin cred că au descoperit răspunsul la o dezbatere, ce durează de peste 20 de ani, cu privire la modul în care misterioasa materie întunecată cosmică este distribuită în cadrul galaxiilor mici. John Jardel şi conducătorul său de cercetare, Karl Gebhardt, au descoperit că, în medie, distribuţia materiei întunecate urmează o lege simplă.

 

 

Conform acestei legi, densitatea scade din centrul galaxiei către periferie, deşi distribuţia sa exactă se modifică de la o galaxie la alta. Concluziile lor au fost publicate în The Astrophysical Journal Letters.

 


Galaxia pitică Fornax este una dintre galaxiile pitice din vecinătatea galaxiei noastre Calea Lactee. Se crede că galaxia Calea Lactee s-a format, ca de altfel toate galaxiile mari, din galaxii mai mici, în primele zile ale Universului. Aceste galaxii mici ar trebui să conţină, de asemenea, multe stele foarte bătrâne, aşa cum este cazul galaxiei noastre Calea Lactee. O echipă de astronomi a arătat că această afirmaţie este, într-adevăr, adevărată. Această imagine a fost realizată pe baza datelor obţinute în cadrul programului de cercetare Digitized Sky Survey 2.
Credit: ESO/Digitized Sky Survey 2

 

Materia întunecată este o formă de materie care nu emite lumină, dar astronomii o detectează prin observarea efectului ei gravitaţional asupra altor corpuri cereşti (cum ar fi stelele). Teoriile din prezent abundă în ipoteze cu privire la constituenţii din care materia întunecată este formată, de la particule ce nu pot fi observate, la stele moarte şi enumerarea poate continua, dar nimeni nu cunoaşte, cu siguranţă, care este răspunsul la această întrebare. Deşi misterioasă, înţelegerea naturii materiei întunecate este deosebit de importantă, deoarece aceasta reprezintă cea mai mare parte a materiei din Univers. Singura modalitate prin care putem înţelege cum a evoluat cosmosul către starea sa actuală este de a desluşi care a fost rolul materiei întunecate în acest proces.

Din acest motiv, astronomii studiază distribuţia materiei întunecate în galaxii şi chiar la o scară mai mare. Galaxiile pitice, în special, reprezintă adevărate laboratoare pentru a studia materia întunecată, spune Jardel, deoarece ele conţin până la de 1.000 de ori mai multă materie întunecată în comparaţie cu materia obişnuită. Pe de altă parte, galaxiile obişnuite precum Calea Lactee, conţin numai de 10 ori mai multă materie întunecată faţă de materia obişnuită.

În ultimii 20 de ani, astronomii implicaţi în cercetările observaţionale asupra galaxiilor şi teoreticienii au dezbătut această problemă a modului în care materia întunecată este distribuită în cadrul galaxiilor. Astronomii ce realizează cercetările observaţionale, prin studiile lor, ce au la baza datele obţinute cu ajutorul telescoapelor, au susţinut că galaxiile au o distribuţie destul de uniformă a materiei întunecate în cadrul lor. Teoreticienii, ce se bazează pe simulări computerizate realizate încă din anii 1990, au afirmat că densitatea materiei întunecate scade constant din centrul galaxiei către marginile sale. Acest dezacord este cunoscut sub numele de „dezbaterea centru/vârf".



Supercomputerul Lonestar face parte din Texas Advanced Computing Center (TACC) din cadrul The University of Texas din Austin. El este realizat de compania Dell, rulează Linux şi utilizează, în paralel, cele 5.840 nuclee de procesare, atingând o performanţă de vârf de 62 teraflops (62 trilioane de operaţii în virgulă mobilă pe secundă). De la lansarea sa, în anul 2006, Lonestar a asigurat mai mult de 85 milioane de ore de calcul pentru aproximativ 1.100 de cercetători din cadrul SUA.
Credit: TACC/UT-Austin.


Activitatea desfăşurată de Jardel a presupus studierea problemei materiei întunecate, prin utilizarea atât a datelor oferite de telescoape cât şi de către modelele computerizate realizate recent. Studiul său nu şi-a propus, de la început, să stabilească care din cele două puncte de vedere cu privire la distribuţia materiei întunecate în galaxii este corect, ci doar să întrebe „Ce este materia întunecată ?". „Noile modele computerizate ne-au permis să considerăm această abordare".

Jardel a utilizat observaţiile astronomice, obţinute cu ajutorul telescoapelor, pentru mai multe galaxii satelit aflate în jurul galaxiei Calea Lactee, inclusiv Carina, Draco, Fornax, Sculptor şi galaxiile pitice Sextans. Studiile realizate au la bază mai multe modele computerizate, pentru fiecare galaxie în parte, ce rulează în cadrul Advanced Computing Center (TACC) al The University of Texas din Austin pentru a determina distribuţia materiei întunecate din cadrul lor.

El a constatat că, în unele galaxii, densitatea materiei întunecate scade în mod constant din centrul galaxiei către marginea sa. În altele, densitatea materiei întunecate rămâne constantă. În alte galaxii, distribuţia materiei întunecate se încadrează între aceste două posibilităţi. Cu toate acestea, atunci când s-a analizat distribuţia materiei întunecate din toate galaxiile care au făcut obiectul acestui studiu, rezultatele au arătat că, în medie, teoreticienii au avut dreptate.

„Când ne uităm la galaxiile individuale", spune Jardel, „unele dintre ele arată complet diferit faţă de ceea ce ne aşteptam să găsim. Cu toate acestea, atunci când studiem mai multe galaxii împreună, atunci, în medie, aceste diferenţe tind să-şi anuleze reciproc influenţa". Acest lucru pare să sugereze faptul că teoria cu privire la distribuţia materiei întunecate din galaxii este corectă, în ansamblu, dar că „fiecare galaxie prezintă o distribuţie uşor diferită faţă de medie".

„Rezultatele obţinute ridică şi mai multe întrebări cu privire la materia întunecată, în particular, dar şi la modul în care materia obişnuită interacţionează cu materia întunecată pentru a forma tipurile de galaxii ce sunt observate astăzi", spune Jardel.

Următorii paşi în continuarea acestei cercetări presupun obţinerea mai multor observaţii astronomice ale acestor galaxii, atât din regiunile lor centrale, cât şi din regiunile aflate la periferia lor, pentru a înţelege distribuţia materiei întunecate din cadrul lor într-un mod mai exact. Un nou studiu teoretic este, de asemenea, necesar pentru a explica de ce unele halouri de materie întunecată, din anumite galaxii, se abat faţă de distribuţia medie a materiei întunecate, descoperită de cercetători.



Traducere de Cristian-George Podariu după astronomers-unravel-year-dark-mystery cu acordul editorului

Write comments...
symbols left.
You are a guest ( Sign Up ? )
or post as a guest
Loading comment... The comment will be refreshed after 00:00.

Be the first to comment.