Os físicos explicam deficiência misteriosa matéria escura no par de galáxias

Matéria escura é não luminosa e não pode ser visto diretamente. Pensamento para compensar 85% da matéria no universo, sua natureza não é bem compreendida. Ao contrário de matéria normal, não absorvem, reflectem ou emitem luz, tornando-o difícil de detectar.

A teoria dominante matéria escura, conhecido como escuro frio matéria, ou de MDL, assume partículas de matéria escura são colisionais, além de gravidade. Uma segunda teoria mais recente, chamado de auto-interagindo matéria escura, ou SIDM, propõe escuro partículas de matéria auto-interagem através de uma nova força escura. Ambas as teorias explicar como a estrutura geral do universo emerge, mas eles prevêem diferentes distribuições de matéria escura nas regiões internas de uma galáxia. SIDM sugere partículas de matéria escura fortemente colidem uns com os outros no interior de um halogénio Galaxy, perto do seu centro.

Tipicamente, um Galaxy visível é realizado por uma invisível halo de matéria escura, um grupo concentrado de material, em forma de uma bola, que rodeia o Galaxy e é mantido junto pelas forças gravitacionais. Observações recentes de duas galáxias ultra-difusas, NGC 1052-DF2 e NGC 1052-DF4, mostra, no entanto, que este par de galáxias contém muito pouco, se houver, a matéria escura, desafiando os físicos compreensão da formação de galáxias. observações astrofísicas sugerem NGC 1052-DF2 e NGC 1052-DF4 são galáxias satélites prováveis ​​de NGC1052.

"Pensa-se geralmente que a matéria escura domina a massa total em uma galáxia", disse Hai-Bo Yu, um professor associado de física e astronomia da UCR, que liderou o estudo. "As observações de NGC 1052-DF2 e -DF4 mostram, no entanto, que a relação de sua matéria escura às suas massas estelares é cerca de 1, que é 300 vezes menor do que o esperado. Para resolver a discrepância, consideramos que os halos DF2 e df4 pode estar perdendo a maioria da sua massa através de interações maré com o enorme galáxia NGC 1052 ".

Usando simulações sofisticadas, a equipe levou-UCR reproduzidas as propriedades de NGC 1052-DF2 e NGC 1052-DF4 através de remoção das marés, o despojamento de material por forças de maré galáctica, por NGC1052. Porque as galáxias satélites não pode segurar a massa despojado com as suas próprias forças gravitacionais, ele efetivamente é adicionado à massa NGC 1052 do.

Os pesquisadores consideraram dois cenários MDL e SIDM. Os seus resultados, publicado em Physical Review Letters, indicam formas SIDM galáxias de matéria escura deficientes como NGC 1052-DF2 e -DF4 muito mais favorável do que os MDL, como a perda de massa das marés do halo interior é mais significativo e a distribuição estelar é mais difundir em SIDM.

O trabalho de pesquisa foi selecionada como uma "sugestão dos editores" pela revista, uma honra que somente um seleto poucos papéis receber cada semana para promover a leitura através dos campos.

Yu explicou perda de massa das marés poderia ocorrer em ambos os halos de MDL e SIDM. Em MDL, a estrutura interna é halogénio "duro" e resistente a remoção de marés, que faz com que seja difícil para um halo MDL típico para perder massa interna suficiente no campo corrente para acomodar observações de NGC 1052-DF2 e -DF4. Em contraste, em SIDM, matéria escura auto-interações poderiam empurrar as partículas de matéria escura do interior para as regiões exteriores, fazendo com que o halo interior "mais macio" e aumentando a perda de massa corrente em conformidade. Além disso, a distribuição estelar se torna mais difuso.

"Um halo MDL típico permanece demasiado maciço nas regiões do interior, mesmo depois de a evolução de maré", disse Yu.

Em seguida, a equipe irá realizar um estudo mais abrangente do sistema de NGC 1052 e explorar galáxias recém-descobertas com novas propriedades em um esforço para melhor compreender a natureza da matéria escura.

Yu se juntou no estudo de Daneng Yang e Haipeng An da Universidade Tsinghua, em Pequim, China. Yu foi apoiada por doações do Departamento de EUA de Energia e os EUA National Science Foundation.

fonte: 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>.