Sodrást találtak a Tejútrendszer sötétanyag-halójában

13288

Csillagászok nemrég felfedezték, hogy a Tejútrendszer egyik kísérőgalaxisa nyomot hagyott a csillagvárosunkat körülvevő sötétanyag-halóban.

Egy galaktikus törpe közelít a Tejút felé. Nagy Magellán-felhő néven ismert, és a galaxisunkat körülvevő sötétanyag-ködön szánt keresztül. A galaktikus óceánban pedig csillagok ritka árama úszik, mint sötét anyagból álló jéghegyek csúcsai. A csillagászok olyan sűrűsödést érzékeltek ezeknek a csillagoknak az eloszlásában (és valószínűleg a sötét anyagban is), amelyet a törpegalaxis keltett. A kutatás eredményeit április 22-én tette közzé a Nature.

A Tejútrendszer és a Nagy Magellán-felhő felvételei a galaxisunkat körülvevő haló (kék) előtt. A galaktikus sík alatti kisebb folt egy olyan régió, amelyben a haló csillagai sűrűn helyezkednek el. Ez maradt a Nagy Magellán-felhő nyomán, amikor áthaladt a területen. A galaktikus sík feletti kiterjedt alakzat szintén egy nagyobb csillagsűrűségű terület, amelyet a Tejútrendszer és a Nagy Magellán-felhő tömegközéppontjának eltolódása hoz létre. (Forrás: NASA / ESA / JPL-Caltech / Conroy et. al. 2021)

Charlie Conroy (Harvard-Smithsonian CfA) és munkatársai 1301 óriáscsillag távolságát és helyzetét mérték fel galaxisunk legkülső részén, a galaktikus központtól 200 ezer és 330 ezer fényév közötti távolságban. Az Európai Űrügynökség Gaia űrtávcsöve szolgáltatott adatokat a csillagok helyzetéről, míg a NASA WISE űrtávcsöve a csillagok távolságadatait adta.

Két régió kiemelkedik a haló csillagai közül, az egyik a galaktikus sík felett, a másik alatta van. Ez utóbbi délen a Nagy Magellán-felhő felé nyúlik, míg az északi, sűrűbb csillagrégió még nagyobb, és átível az égbolt negyedén.

A kutatócsoport elsőként összevetette a megfigyelt sűrűbb csillagrégiókat a számítógépes szimulációkkal, amelyek a Nagy Magellán-felhő gravitációs hatásait modellezik, ahogy a Tejútrendszer felé halad. Nicolás Garavito-Camargo (University of Arizona) vezette a szimulációkkal kapcsolatos munkát. A szimulációk azt mutatták, hogy a törpegalaxis csillag- és sötétanyag-sodrást húz maga után, miközben áthalad a Tejútrendszer halóján. A modellezett sodrás egybeesik a galaktikus sík alatti sűrűbb régióval.

„Úgy gondoljuk, hogy a sodrás sötét anyagból áll. Csillagokat húz magával, így tudjuk érzékelni.” – mondja a kutató.

Ha a Nagy Magellán-felhő másodszor vagy harmadszor közelítené meg a galaxisunkat, akkor minden ilyen alkalom elkenné a sodrásnyomot. Az a tény, hogy ilyen egyértelműen látszik, határozottan azt bizonyítja, hogy most jár először a Tejútrendszernél.

Eközben a Tejútrendszer is a hatalmas törpegalaxis felé mozog, amelynek tömege saját galaxisunk tömegének tizede. Ahogy a páros tömegközéppontja elmozdul, egy gyengébb, de nagyobb hatótávolságú hatás egymáshoz közelíti a csillagokat a galaktikus sík feletti nagy régióban.

„Ez szuper eredmény.” – mondja Geraint Lewis (University of Sydney), aki nem vett részt a kutatásban. „Korábban már volt róla szó, hogy gravitációs nyom követhet egy nagy törpegalaxist, és arra is számítottunk, hogy a csillagok felhalmozódnak, de tekintettel arra, hogy a haló milyen ritka, nagy feladat volt ezeknek a csillagoknak az azonosítása.”

A modellek a galaktikus sík feletti és alatti területtel kapcsolatban is elég jól leírják a valóságos állapotot, főképp, ha azt nézzük, hogy nem igazították őket a megfigyelésekhez. A legnagyobb különbség az, hogy a valóságban a csillagok zsúfoltsága sokkal hangsúlyosabb, mint a szimulációkban volt. Ennek oka az lehet, hogy a valóságban fennállnak olyan tényezők, amelyeket a szimulációk még nem vettek figyelembe. Ilyen például a Kis Magellán-felhő jelenléte.

Még sok minden van, amit nem tudunk a galaxisunk sötétanyag-halójáról. Az ehhez hasonló eredmények segítségével a csillagászok finomíthatják ismereteinket.

„Ahogy több adathoz jutunk, egyértelművé válik, hogy a sötétanyag-haló nem egyszerű struktúra, és a haló tulajdonságainak meghatározása még összetettebb lesz.” – teszi hozzá Lewis. „A sötétanyag-sodrás létezése izgalmas lehetőség arra, hogy megismerjük a rejtélyes anyag természetét.”

A sodrás felfedezése például felhívja a figyelmet a sötét anyag nagyobb sűrűségű régióira, ahol annak részecskéi gyakrabban semmisülnek meg (de még mindig ritkán), elárulva saját létezésüket az általuk kibocsátott fotonokkal. Ezek a régiók a jövőben a sötétanyag-kutatások célpontjaivá válhatnak. A kutatók a szimulációk finomhangolásán dolgoznak, hogy megtudják, mely sötét anyag modellek felelnek meg a legjobban a megfigyeléseknek.

„Az eddig csak tisztán elméleti jóslatot most megfigyelési adatok támasztják alá, bizonyítva a sötét anyag létezését.” – mondja a tanulmány társszerzője, Gurtina Besla (University of Arizona).

Forrás: Sky & Telescope

Hozzászólás

hozzászólás