Astronomii de la Harvard explică deformarea misterioasă a Căii Lactee

Astronomii de la Harvard sugerează că forma răsucită a Căii Lactee se datorează unui halou neregulat de materie întunecată. Aceasta susține teoriile coliziunilor galactice din trecut și oferă o perspectivă asupra naturii materiei întunecate. Credit: Stefan Payne-Wardenaar; Norii lui Magellan: Robert Gendler/ESO

Descoperirile astronomilor susțin ipoteza cum a evoluat galaxia noastră.

cel calea lactee Este adesea descris ca un disc plat, rotativ, de praf, gaz și stele. Dar dacă ai putea să micșorezi și să faci o fotografie surround, de fapt are o deformare distinctă – ca și cum ai încerca să răsuciți și să îndoiți un LP de vinil.

Deși oamenii de știință știu de mult, din datele observaționale, că Calea Lactee este distorsionată și că marginile ei se evazează ca o fustă, nimeni nu a putut explica de ce.

Descoperirile astronomilor de la Harvard

Și acum astronomii de la Harvard de la Centrul pentru Astrofizică | Harvard și Smithsonian (CFA) a efectuat primele calcule care explică pe deplin acest fenomen, cu dovezi convingătoare care arată că Calea Lactee este învăluită într-un halou neregulat de materie întunecată. Această lucrare avansează, de asemenea, gândirea actuală despre modul în care evoluează galaxia și poate oferi indicii despre unele dintre misterele materiei întunecate.

Discul galactic al Căii Lactee este răsucit și strălucitor, similar cu galaxia ESO din imaginea aici. Telescopul spațial Hubble de la NASA a fotografiat această galaxie neobișnuită, dezvăluind detalii remarcabile ale discului său prăfuit și deformat și arătând cum galaxiile care se ciocnesc dau naștere unor noi stele. Praful și brațele spiralate ale galaxiilor spirale obișnuite, precum propria noastră Cale Lactee, par plate când sunt privite de la margine. Sursa imagine: NASA/Space Telescope Science Institute

Noile calcule au fost conduse de Jiwon Jesse Han, student la Griffin Graduate School of Arts and Sciences, afiliată la CfA. Publicat în revistă Astronomia naturiiLucrarea îi include pe co-autori Charlie Conroy și Lars Hernquist, ambii membri ai facultății la CfA și ai Departamentului de Astronomie.

Coroana stelară și materia întunecată

Galaxia noastră se află într-un nor difuz numit coroană stelară, care se extinde mai departe în univers. Într-un studiu revoluționar publicat anul trecut, echipa Harvard a concluzionat că corona stelară este înclinată și eliptică, ca un Zeppelin sau o minge de fotbal.

În consecință, echipa a luat aceeași formă pentru aureola de materie întunecată, entitatea mai mare care include tot ce se află în și în jurul Căii Lactee. Materia întunecată reprezintă 80% din masa galaxiei, dar este invizibilă pentru că nu interacționează cu lumina, așa că trebuie dedusă forma acelui halou. Folosind modele pentru a calcula orbitele stelelor în interiorul unui halou dreptunghiular, înclinat de materie întunecată, echipa a găsit o potrivire aproape perfectă cu observațiile actuale ale unei galaxii deformate și strălucitoare.

Monumente și viziuni

„Corona întunecată înclinată este de fapt destul de comună în simulări, dar nimeni nu a explorat efectul ei asupra Căii Lactee”, a spus Conroy. „Se pare că înclinarea este o modalitate excelentă de a explica dimensiunea și direcția discului oscilant al galaxiei noastre.”

Oamenii de știință au crezut de mult timp că Calea Lactee s-a format ca urmare a unei coliziuni galactice; Lucrările astronomilor confirmă această ipoteză.

„Dacă galaxia ar evolua singură, ar avea acest frumos halou sferic, acest frumos disc plat”, a spus Hahn. „Deci, faptul că aureola este înclinată și are o formă asemănătoare fotbalului sugerează că galaxia noastră a experimentat un eveniment de fuziune, în care două galaxii se ciocnesc.”

„Se pare că înclinarea este o modalitate excelentă de a explica dimensiunea și direcția discului oscilant al galaxiei noastre.”
— Charlie Conroy, Departamentul de Astronomie

Calculele lor privind forma posibilă a halou de materie întunecată pot oferi, de asemenea, indicii despre proprietățile și natura particulelor de materie întunecată în sine, care rămân mistere nerezolvate în fizică. „Faptul că galaxia nu este sferică în datele noastre sugerează că există o anumită limită la care materia întunecată poate interacționa cu ea însăși”, a explicat Hahn.

Încrederea în aceste rezultate poate duce la modalități mai bune de a studia în mod inteligent materia întunecată neobservabilă care alcătuiește cea mai mare parte a universului. Aceasta include noi modalități de a capta semnăturile cinematice ale subhalourilor întunecate, care sunt mici halouri de materie întunecată care rătăcește în jurul galaxiei.

Referință: „Originea aureolei întunecate oblice și a flarei discului galactic” de Jeon Jesse Han, Charlie Conroy și Lars Hernequist, 14 septembrie 2023, Astronomia naturii.
doi: 10.1038/s41550-023-02076-9