Naujas NASA Spitzerio kosminio teleskopo tyrimas rodo, kad galaktikos susidaro tamsiosios medžiagos gumuluose. Šis naujasis „Spitzer“ tyrimas nustatė, kad tamsiosios medžiagos kiekis aplink tolimas galaktikas stebėtinai pastovus.
Pradėkite nuo daugybės tamsių medžiagų, tada įmaišykite dujas. Leiskite mišiniui kurį laiką sėdėti, ir galaktika turėtų iškilti iš tešlos.
Šis paprastas galaktikų kepimo receptas negali būti atliekamas namuose, tačiau jis atspindi tai, ko astronomai sužino apie galaktikų susidarymą. Kaip ir duonos kepimas su mielėmis, galaktikai augti reikalinga paslaptinga visatoje medžiaga, vadinama tamsiąja medžiaga.
Naujas NASA „Spitzer“ kosminio teleskopo tyrimas patikslina tai, kas žinoma apie šį svarbų galaktikų komponentą. Tai rodo, kad būtina ne tik tamsi medžiaga, bet ir minimalus medžiagos kiekis, kad galėtų susidaryti galaktika. Bet kas mažiau reikštų, kad nėra galaktikos - nepavykusio duonos kepalo kosminis atitikmuo.
„Galaktikos gimsta didžiuliuose tamsiosios medžiagos gumulėliuose“, - teigė dr. Duncan Farrah iš Kornelio universiteto, Ithaca, N.Y. Farrah yra pagrindinė straipsnio, kuriame aprašomos šios ir kitos išvados, naujausiame leidinyje „Astrophysical Journal Letters“, autorė.
Kaip rodo jo pavadinimai, tamsiosios medžiagos skleidžia ne šviesą, todėl joks įprastas teleskopas nemato. Vadinamoji normalioji materija, apimanti augalus ir žmones bei įvairius kosmoso objektus, skleidžia elektromagnetinę spinduliuotę arba šviesą. Visatoje yra maždaug penkis kartus daugiau tamsiosios medžiagos nei normalioje materijoje.
Vis dėlto tamsiosios medžiagos masė yra lygi, o tai reiškia, kad ji normalioje medžiagoje gali veikti gravitacinius vilkikus.
„Tamsiosios medžiagos turi gravitaciją, todėl be„ normalių “dujų ji įtraukia vis daugiau ir daugiau tamsiųjų medžiagų“, - teigė Kalifornijos Pasadenos Kalifornijos technologijos instituto NASA „Spitzer“ mokslo centro bendraautorius dr. Jasonas Surace'as. „Mes žinome, kad dujos ilgainiui kondensuojasi į žvaigždes, sudarančias galaktikas, tačiau Spitzerio tyrimas rodo, kad taip neatsitiks tol, kol tamsiosios medžiagos masė nepasieks kritinės masės.“
Farrah ir jo kolegos panaudojo „Spitzer“ plačiajuosčio infraraudonųjų spindulių ekstragalaktikos tyrimo duomenis, kad ištirtų šimtus tolimų objektų, vadinamų ultralengvomis infraraudonųjų spindulių galaktikomis, esančiomis milijardų šviesmečių atstumu. Šios jaunos galaktikos yra nepaprastai ryškios ir užpildytos daugybe dulkėtų žvaigždžių formavimo veiklos.
Iš pradžių tyrėjai siekė geriau suprasti, kaip jaunos galaktikos ir tamsioji materija evoliucionuoja ir kaupiasi į milžiniškus subrendusių galaktikų klasterius, dominuojančius mūsų dabartinėje visatoje. „Galbūt jūs manote, kad galaktikos yra tiesiog atsitiktinai pasiskirstę danguje, pavyzdžiui, mesti saują smėlio ant grindų“, - sakė Farrah. „Tačiau jų nėra, ir priežastis gali būti ta, kad tamsiosios medžiagos, susikaupusios aplink jaunas galaktikas, traukia viena kitą kaip klijai“.
Nustatydamas, kaip glaudžiai ultragarsinės infraraudonųjų spindulių galaktikos buvo pradėtos jungti kartu, Farrah ir jo kolegos galėjo netiesiogiai išmatuoti, kiek yra „klijų“ tamsiosios medžiagos. Kuo griežtesnis grupavimas, tuo daugiau buvo tamsiosios medžiagos. Jie apskaičiavo dvi galaktikų partijas skirtingu atstumu nuo Žemės.
Būtent tada jie pastebėjo kažką keisto. Kiekvienoje jų tyrinėtoje galaktikoje, neatsižvelgiant į tai, kiek toli, buvo aplink esančios maždaug tokio paties dydžio tamsiosios medžiagos sankaupos, atitinkančios 10 trilijonų saulės masių. Kadangi astronomai nerado jokių galaktikų, sujungtų su mažiau nei 10 trilijonų saulės masės tamsiųjų medžiagų, jie mano, kad šis kiekis turi būti mažiausias, reikalingas ultralengvąją infraraudonųjų spindulių galaktiką formuoti.
„Šie tamsiosios medžiagos gumulėliai gali būti kaip sėklos, pagimdančios šias tolimas galaktikas“, - teigė Surace'as. „Panašios galaktikos mūsų netoliese esančioje visatoje susiformuoja visiškai kitaip, todėl tai, ko mes mokomės, taikoma kitoje epochoje mūsų visatoje, dar kosminiu laiku“.
Ar kiti galaktikų tipai taip pat gali atsirasti panašiai, yra nuolatinis astronomijos klausimas. Ankstesni labai energetinių galaktikų, vadinamų kvazarais, tyrimai užsiminė, kad tiems objektams augti taip pat reikalinga minimali tamsiosios medžiagos masė. Tik tokiu atveju galaktikų „tešlos“ pradžia nebuvo tokia tanki - maždaug nuo keturių iki penkių trilijonų saulės masių.
Atrodo, kad astronomai turės palaukti šiek tiek ilgiau, kol Visata atsisaks savo tvarkingiausių šeimos receptų.
Originalus šaltinis: NASA naujienų leidinys
