Tamna tvar i umiruće zvijezde



Računalna simulacija govori da bi tamna tvar morala biti gušća u središtima galaktika, ali promatranja pokazuju da se ne mijenja tisućama svjetlosnih godina, za što su odgovorne supernove.

Naravno da nitko pouzdano ne zna zašto nevidljiva tamna tvar u središtima galaktika nije gusta kao što se očekivalo. Izgleda da se eksplozije ispuhanih starih zvijezda mogu 'okriviti' za izbacivanje tamne tvari iz središta galaktike.

Te se supernove također mogu smatrati odgovornima za tajanstveni 'manjak' ukupnog broja patuljastih galaktika u svemiru.

Više od 80% materije u svemiru nalazi se u nekom čudnom, neodređenom obliku. Mi možemo vidjeti gravitacijski efekt te tamne tvari, ali je ne možemo identificirati.

Računalne simulacije pokazale se kako se u ranom svemiru tamna tvar spojila s uobičajenim plinovima i stvorila male galaktike i kako su se te male galaktike milijardama godina spajale da bi stvorile velike zvjezdane sustave kao što je Mliječna staza.

No, rezultat tih simulacija je i jedna zagonetka. Pokazale su da bi gustoća tamne tvari trebala biti najveća u središtima galaktika, dok su promatranja kretanja zvijezda otkrila da je jezgra tamne tvari u galaktikama danas uglavnom 'ispuhana', a njezina gustoća ostaje nepromjenjiva tisućama svjetlosnih godina.

"Znamo za taj 'problem' više od deset godina", kaže Sergey Mashchenko s kanadskog Sveučilišta McMaster u Hamiltonu.

Astronomi su predlagali nekoliko mogućih 'rješenja' te anomalije. Na primjer, mislili su da bi tamna tvar mogla 'bježati' zbog neke egzotične sile, koja osim gravitacije djeluje među česticama i tjera ih na međusobno sudaranje, nalik biljarskim kuglama.

Sada su Mashchenko i njegovi kolege dokazali da se smanjivanje gustoće tamne tvari događa uslijed eksplozija masivnih zvijezda na kraju njihovog života. Na svom vrhuncu, takve supernove mogu sjajiti jače od galaktika u kojima se nalaze.

Mashchenko misli da bi ti šok-valovi iz supernova morali djelovati na međuzvjezdani plin u galaktikama te da bi gravitacijski poremećaji koji nastaju uslijed tog 'zapljuskivanja' plina morali otupljivati šiljke gustoće tamne tvari u središtima galaktika.

Kako bi provjerili tu teoriju, njegov je tim pomoću superračunala simulirao evoluciju male, primordijalne galaktike koja je nastala u središnjem šiljku tamne tvari.

Svakih milijun godina eksplodira 80 supernova, što je tipična vrijednost kakva se danas nađe u patuljastim galaktikama i kao takva bi bila sasvim dovoljna za ublažavanje gustoće tamne tvari, što bi se sve skupa poklopilo s promatranjima, ako bi se kontinuirano obavljala nekih 100 milijuna godina.

Ovaj model također može riješiti još jednu zagonetku. U svemiru ima daleko manje patuljastih galaktika – koje imaju samo nekoliko milijardi zvijezda u odnosu na stotine milijardi zvijezda u većim galaktikama – nego što to predviđaju kozmološke simulacije.

U Mashchenkovoj su simulaciji, zato jer supernove ublažuju šiljke gustoće tamne tvari u središtu, patuljaste galaktike bile slabije povezane njihovom vlastitom gravitacijom.

Zato bi svaki susret s većom galaktikom još lakše poderao mnoge patuljaste galaktike i zato ih vjerojatno ima tako malo u svemiru.

Izvor: NetPortal