Подивіться на галактику, що ви бачите? Напевно, багато зірок. І похований серед цих зірок, якщо ви придивитесь уважно, ви можете знайти планети, чорні діри, білі гноми, астероїди та всілякі різнисті кучеряві шанси та кінці. Звичайна галактична середовище.
Чого б ви не бачили - це те, що є більшою частиною цієї галактики дійсно зроблений з. Ви б не бачили невидимого, прихованого. Ви б не бачили основної маси цієї галактичної маси. Ви б не бачили темної матерії.
Темні питання Більшість
Темна матерія - це гіпотетична форма матерії, і в цій гіпотезі ви зараз плаваєте в ній. Наскільки ми можемо сказати, грунтуючись на десятиліттях ретельних, ретельних спостережень за всім: від руху зірок всередині галактик до руху галактик в кластерах до ранніх моментів великого вибуху до зростання структури по всьому Всесвіту (тобто , ми дуже багато працювали над цим), наш космос - це не те, що здається на поверхні.
Основний результат: більшість сировини у нашому Всесвіті просто не взаємодіють зі світлом. Його звичайна назва - "темна матерія", але краще ім'я може бути невидимий матерія. Ми не зовсім впевнені, що це таке (ми все ще працюємо над цим шматочком), але темна речовина, здається, є якоюсь мікроскопічною частинкою, яка затоплює кожну галактику, нагнітаючи їх додатковою масою. Оскільки ця темна речовина не взаємодіє зі світлом, вона не відчуває нічого спільного з електромагнітною силою, це означає, що вона просто проходить через нормальну матерію, не помічаючи і не піклуючись ні про один біт.
Вага нічого
Настільки потужна, як ця темна матерія в плані пояснення глибоких і неприємних проблем Всесвіту, вона має деякі слабкі сторони. Найперше, коли астрофізики проводять комп’ютерне моделювання зростання галактик - відстежуючи їх формування та еволюцію протягом мільярдів років, використовуючи всю відому фізику, яка перетворює галактику в галактику - вони виявляють, що темна речовина має тенденцію насправді, дійсно скупчуються до непристойно високих густин у центрі цих галактик.
Це само по собі чудовий і глузливий прогноз, але він не зовсім відповідає спостереженням. Хоча ми не можемо безпосередньо бачити темну матерію (пам'ятайте: невидима), ми можемо побачити її вплив на все інше, включаючи звичайну матерію. Темна матерія може не грати в електромагнітну гру, але вона говорить із силою тяжіння, оскільки гравітація є супердружньою і здатна говорити з усіма частинками маси та енергії у всьому Всесвіті.
Отже, якщо ви поповните галактику темною речовиною, і темна матерія має тенденцію сильно збиватися в центрі, то буде багато вага в центрі галактики, втягуючись в навколишній газ. Коли цей газ стискається до ядра, він скорочуватиметься і руйнується, спричиняючи масові події утворення зірок, вискакуючи підстилки нових зірок.
Іншими словами, ядра галактик повинні мати купи на молекулярних купи газу та зірок. І хоча галактичні центри справді є дуже багатими місцями, їх немає що багатий.
Висновок про те, що банальне передбачення щодо поведінки темної речовини в галактичних ядрах - не повний сюжет. Оскільки у нас є стільки інших вагомих причин вважати, що темна матерія - це річ, виникає питання: що виганяє її з ядра?
Струшування речей
Надайте проблемі десять теоретичних фізиків, і вони знайдуть десяток рішень. А у випадку «затишності» темних ядер, вони зуміли вискакувати всілякі цікаві пояснення. Можливо, темна матерія більш екзотична, ніж ми думали, здатна злегка взаємодіяти із собою через нову п’яту силу природи, згладжуючи себе в серцевині. Можливо, темна матерія - це просто природно теплий та енергійний мод, і важко згуртовується в центрі.
Настільки ж круто, як ці варіанти, можливо, пояснення є чимось більш приземленим. Темна матерія може впливати на поведінку нормальної матерії за допомогою сили тяжіння, і те саме відбувається і в зворотному напрямку. Незважаючи на те, що вони менш громіздкі, ніж їхні темні колеги, звичайна матерія нашого Всесвіту може перетягнути і потягнути і поширити все інше, навіть якщо лише крихітний шматочок.
Нещодавно команда астрономів вивчила декілька популяцій карликових галактик, де найлегше було дослідити зв’язок між темною та нормальною речовиною. Вони використовували ці зразки для пошуку будь-яких зв’язків між утворенням зірок та центральною щільністю. У цьому сценарії, якщо б галактика пережила багато недавніх зіркових утворень, викликаючи вибухонебезпечні вітри наднової води та інші температурні спалахи, то це витіснило б багато нормальної матерії з ядра, а гравітація зробить свою справу і витягне частину темної матерії разом із звичайними речами.
Дослідження виявило інтригуючий результат: карликові галактики з безліччю недавніх зіркових утворень (“останні” були протягом останніх шести мільярдів років) мали більш плавну центральну щільність, тоді як їх менш активні брати і сестри були набагато кумеднішими у своїх центрах, що сприяє цій гіпотезі, що нормальна матерія дійсно може впливати на темну. Хоча це не повністю вирішує загадку природи темної матерії, це істотний крок вперед.
Детальніше: "Темна матерія нагрівається в карликових галактиках"
