Mlečni put bi mogao imati više satelitskih galaksija nego što se smatra

Mlečni put bi mogao imati više satelitskih galaksija nego što su naučnici bili sposobni da predvide ili osmotre.

Kosmolozi sa Daramskog univerziteta u Engleskoj upotrebili su novu tehniku koja kombinuje postojeće superkompjuterske simulacije najviše rezolucije, pored novog matematičkog modeliranja, radi predviđanja postojanja izgubljenih galaksija.

Preporučujemo

Njihovi nalazi sugerišu da bi trebalo da postoji još 80 ili možda do 100 satelitskih galaksija oko naše galaksije, u orbitama na bliskim distancama.

Ako ove galaksije budu viđene teleskopima, to bi snažno podržalo teoriju lambda hladne tamne materije (LCDM), koja objašnjava strukturu univerzuma velikih razmera i način formiranja galaksija.

Istraživanje je zasnovano na modelu LCDM: obična materija u obliku atoma čini samo 5% ukupnog sadržaja univerzuma, 25% je tamna hladna materija (CDM), a preostalih 70% je tamna energija.

U ovom modelu, galaksije se formiraju u centru džinovskih gomila tamne materije zvanih „venci“. Većina galaksija u univerzumu su patuljaste galaksije male mase, koje su uglavnom satelitske galaksije oko masivnijih galaksija, poput našeg Mlečnog puta.

Postojanje ovih zagonetnih objekata dugo predstavlja problem za LCDM – tj. standardni model kosmologije: mnogo više pratećih galaksija Mlečnog puta trebalo bi da postoji nego što kažu kosmološke simulacije ili astronomi mogu da vide.

Novo istraživanje pokazuje da su nedostajuće galaksije Mlečnog puta krajnje nerazgovetne galaksije, skoro potpuno bez svojih matičnih venaca tamne materije zbog gravitacije venca naše galaksije. Ove takozvane „sirote“ galaksije su izgubljene u većini simulacija, ali bi tebalo da postoje u stvarnom univerzumu.

Pomoću nove tehnike, istraživači su pratili količinu, distribuciju i svojstva „sirotih“ galaksija Mlečnog puta – pokazujući da bi još mnogo satelita Mlečnog puta trebalo da postoji i bude primetno danas.

Očekuje se da će novi razvoj teleskopa i instrumenata poput kamere opservatorije „Rubin“ dati astronomima sposobnost da detektuju ove veoma prigušene objekte, omogućavajući nam da ih prvi put vidimo.

„Znamo da Mlečni put ima oko 60 potvrđenih pratećih satelitskih galaksija, ali mislimo da bi trebalo da postoji još nekoliko desetina ovih potmulih galaksija oko Mlečnog puta na bliskim distancama“, kaže dr Izabel Santos iz Instituta za kompjutersku kosmologiju Odeljenja za fiziku.

„Ako su naša predviđanja tačna, to predstavlja dodatnu podršku teoriji lambda hladne tamne materije o formiranju i evoluciji strukture univerzuma“.

Foto: NASA/Ames Research Center, Public domain, via Wikimedia Commons

Koncept LCDM je temelj našeg razumevanja univeruma. Doveo je do standardnog modela kosmologije i najprihvaćeniji je model za opisivanje evolucije i strukture univerzuma velikih razmera.

Model je prošao više testova, ali je nedavno doveden u pitanje zagonetnim opservacionim podacima o patuljastim galaksijama.

Daramski istraživači kažu da čak ni najbolje postojeće kosmološke simulacije (koje uključuju formiranje gasa i zvezda, pored tamne materije) nemaju rezoluciju potrebnu za izučavanje galaksija prigušenih kao one koje astronomi počinju da otkrivaju u blizini Mlečnog puta.

Ovim simulacijama takođe nedostaje preciznost potrebna za praćenje evolucije malih venaca tamne materije koji su dom patuljastih galaksija dok kruže oko Mlečnog puta milijardama godina.

To dovodi do veštačkog propadanja nekih venaca, ostavljajuči galaksije kao „siročad“. Iako simulacije gube vence tih galaksija, one bi trebalo da postoje u stvarnom univerzumu.

Istraživači su kombinovali kosmološke superkompjuterske simulacije sa analitičkim modelima radi prevazilaženja numeričkih problema. Ovo uključuje simulaciju Aquarius, sa najvišom rezolucijom venca tamne materije Mlečnog puta, upotrebljenu za razumevanje fine strukture predviđene oko Mlečnog puta.

Takođe je uključen model GALFORM, najnapredniji kod razvijen na Daramskom univerzitetu tokom poslednje dve decenije, koji prati detaljne fizičke procese odgovorne za formiranje i evoluciju galaksija.

Rezultati su pokazali da venci tamne materije, koji možda ugošćavaju satelitsku galaksiju, kruže oko centralnog venca Mlečnog puta tokom najvećeg dela vremena univerzuma, što dovodi do uklanjanja njihove tamne materije i zvezdane mase, pretvarajući ih u krajnje male i nerazgovetne.

Stoga istraživanje predviđa da ukupan broj satelitskih galaksija – bilo kog sjaja – koje verovatno postoje oko Mlečnog puta iznosi oko 80 ili potencijalno do 100 više nego što je trenutno poznato.

Poseban naglasak se stavlja na otprilike 30 novootkrivenih malenih kandidata za satelite Mlečnog puta koji su vrlo prigušeni i mali. Naučnicima nije jasno da li su to patuljaste galaksije unutar venca tamne materije ili globularna jata, skupovi samogravitirajućih zvezda.

Daramski istraživači tvrde da bi ti objekti mogli biti podskup potmule populacije satelitskih galaksija čije postojanje predviđaju. „Ako je populacija vrlo prigušenih satelita koje predviđamo otkrivena pomoću novih podataka, bio bi to izuzetan uspeh LCDM teorije formiranja galaksija“, kaže profesor Karlos Frenk.

To bi takođe bila jasna ilustracija moći fizike i matematike. Pomoću zakona fizike, rešenja putem velikog superkompjutera i matematičkog modeliranja, može se precizno predvideti ono što astronomi, opremljeni novim, moćnim teleskopima, mogu testirati. Ne može se uraditi mnogo bolje.

(Telegraf Nauka/Phys.org)