Fisici verduidelik geheimsinnige donker materie tekort in sterrestelsel paar

Donker materie is nonluminous en kan nie direk gesien word. Gedagte te make-up 85% van materie in die heelal, is sy aard nie goed verstaan ​​nie. In teenstelling met normale saak, beteken dit nie absorbeer, weerspieël, of lig uitstraal, maak dit moeilik om te bepaal.

Die heersende donker materie teorie, bekend as die koue donker materie, of CDM, veronderstel donker materie deeltjies collisionless, opsy, weg van swaartekrag. 'N Nuwer tweede teorie, genaamd self-interaksie donker materie, of SIDM, stel donker materie deeltjies self-interaksie deur middel van 'n nuwe donker krag. Beide teorieë te verduidelik hoe die algehele struktuur van die heelal na vore, maar hulle voorspel verskillende donker materie uitkerings in die binneste dele van 'n sterrestelsel. SIDM dui donker materie deeltjies sterk bots met mekaar in innerlike halo 'n sterrestelsel se naby aan die sentrum.

Tipies, is 'n sigbare sterrestelsel aangebied deur 'n onsigbare donker materie halo, 'n gekonsentreerde klompie materiaal, gevorm soos 'n bal, wat die sterrestelsel omring en word bymekaar gehou deur gravitasiekragte. Onlangse waarnemings van twee ultra-diffuse sterrestelsels, NGC 1052-DF2 en NGC 1052-DF4, show, egter, dat hierdie paar sterrestelsels bevat baie min, indien enige, donker materie, uitdagende fisici se begrip van sterrestelsel vorming. Astrofisiese waarnemings dui daarop NGC 1052-DF2 en NGC 1052-DF4 waarskynlik satelliet sterrestelsels van NGC1052.

"Dit word algemeen gedink dat donker materie oorheers die algehele massa in 'n sterrestelsel," sê Hai-Bo Yu, 'n medeprofessor van fisika en astronomie aan UCR, wat die studie gelei het. "Waarnemings van NGC 1052-DF2 en -DF4 show egter dat die verhouding van hul donker materie om hul ster massas is ongeveer 1, wat 300 keer laer as wat verwag is. Om die verskil op te los, ons is van mening dat die DF2 en DF4 stralekranse kan die verlies van die meerderheid van hul massa deur gety interaksie met die massiewe NGC 1052-sterrestelsel. "

Met behulp van gesofistikeerde simulasies, die UCR-geleide span opgeneem die eienskappe van NGC 1052-DF2 en NGC 1052-DF4 deur gety stroping, die stroping weg van materiaal deur galaktiese gety kragte, deur NGC1052. Omdat die satelliet sterrestelsels nie die gestroopte massa met hul eie gravitasie kragte kan hou, effektief dit kry bygevoeg NGC 1052 se massa.

Die navorsers beskou beide CDM en SIDM scenario's. Hul resultate, gepubliseer in Physical Review Letters, dui SIDM vorms donker-saak-tekort sterrestelsels soos NGC 1052-DF2 en -DF4 baie meer gunstig as CDM, as die gety massaverlies van die innerlike halo is meer betekenisvol en die sterre verspreiding is meer diffundeer in SIDM.

Die navorsingsverslag is gekies as 'n "redakteurs se voorstel" deur die tydskrif, 'n eer wat slegs 'n paar vraestelle ontvang elke week te bevorder lees oor velde.

Yu verduidelik gety massaverlies kan voorkom in beide CDM en SIDM stralekranse. In CDM, die innerlike halo struktuur is "styf" en bestand is teen gety stroping, wat dit moeilik maak vir 'n tipiese CDM halo om voldoende innerlike massa verloor in die gety veld waarnemings van NGC 1052-DF2 en -DF4 akkommodeer. In teenstelling, in SIDM, donker materie self-interaksies kan donker materie deeltjies stoot uit die binneste van die buitenste streke, die maak van die binneste halo "fluffier" en die verbetering van die gety massaverlies dienooreenkomstig. Verder, die sterre verspreiding raak meer diffuse.

" 'N Tipiese CDM halo selfs nadat gety evolusie bly te groot in die binneste streke," het Yu.

Volgende, sal die span 'n meer omvattende studie van die NGC 1052-stelsel uit te voer en te verken nuut ontdekte sterrestelsels met nuwe eienskappe in 'n poging om beter te verstaan ​​die aard van donker materie.

Yu aangesluit in die studie deur Daneng Yang en Haipeng 'n van die Chinese universiteit in Beijing, China. Yu is deur subsidies van die Amerikaanse departement van energie en die Amerikaanse National Science Foundation.

bron: University of California - Riverside. "Physicists explain mysterious dark matter deficiency in galaxy pair: Self-interacting dark matter theory explains why two galaxies have less dark matter than others." ScienceDaily. ScienceDaily, 9 September 2020. <www.sciencedaily.com/releases/2020/09/200909132101.htm>.