Samanyolu’nun en dıştaki tüm gökyüzünün yeni bir haritasının yayınlanması – karanlık madde teorileri için yeni bir test sunabilir.

Yeni şemanın en önemli özelliği, küçük bir galaksinin çarpışmasına neden olan yıldızların uyanışıdır. Samanyolu. Harita ayrıca karanlık madde teorileri için yeni bir test sunabilir.

Gökbilimciler verileri kullanarak NASA Avrupa Uzay Ajansı (ESA) teleskopları, galaksimizin en uzak bölgesi için tüm gökyüzünün yeni bir haritasını yayınladı. Galaktik hale olarak bilinen bu bölge, Samanyolu olarak bilinen merkezi diski oluşturan sarmal sarmal kolların dışında yer alır ve seyrek nüfusludur. Aura çoğunlukla boş görünse de, evrendeki kütlenin büyük bir kısmını oluşturduğuna inanılan gizemli ve görünmez bir madde olan muazzam bir karanlık madde rezervuarı da içermesi bekleniyor.

Yeni haritanın verileri, Avrupa Uzay Ajansı’nın ESA’nın Gaia misyonundan ve NASA’nın 2009-2013 yılları arasında WISE başlığı altında işletilen Near Earth Object Wide Infrared Survey Explorer veya NEOWISE’den geliyor. Çalışma, 2009 ve 2018 yılları arasında uzay aracı tarafından toplanan verileri kullanıyor.

Bu görselleştirme, Samanyolu’nun merkezi diskini ve Büyük Macellan Bulutu adı verilen yakınlardaki daha küçük bir galaksiyi gösteriyor. Tüm Gökyüzü için Yeni Yıldız Haritası Samanyolu’nun dış bölgelerindeki (galaksinin halesi olarak bilinir) yaklaşık 200.000 ışıkyılı ile Samanyolu’nun merkezinden 325.000 ışıkyılı uzaklıkta yıldızların konumlarını gösterir. Kredi: NASA /Jet Tahrik Laboratuvarı-Caltech / NSF / R. Garavito Camargo ve J. Bisla

Yeni harita, Büyük Macellan Bulutu (LMC) adı verilen küçük bir galaksinin – Samanyolu’nun etrafında dönen iki cüce galaksinin en büyüğü olduğu için adlandırıldı – Samanyolu’nun halesi boyunca su üzerinde bir gemi gibi yelken açarak çekim gücünü oluşturduğunu ortaya koyuyor. Arkasındaki yıldızlarda uyanıp onu çek. LMC, Dünya’dan yaklaşık 160.000 ışıkyılı uzaklıkta ve Samanyolu’nun kütlesinin dörtte birinden daha az.

Auranın iç kısımları yüksek seviyede ayarlanmış olmasına rağmen SağlıkBu, halenin, galaktik merkezden yaklaşık 200.000 ışıkyılı ila 325.000 ışıkyılı uzaklıkta bulunan dış bölgelerinin benzer bir görüntüsünü sağlayan ilk harita. Önceki çalışmalar uyanıklığın varlığını göstermiştir, ancak tüm gökyüzü haritası varlığını doğrular ve şekli, boyutu ve konumu hakkında ayrıntılı bir açıklama sunar.

Auradaki bu rahatsızlık, gökbilimcilere doğrudan gözlemleyemedikleri bir şeyi inceleme fırsatı da veriyor: karanlık madde. Işık yaymaz, yansıtmaz veya emmezken, karanlık maddenin yerçekimi etkisi tüm evrende gözlemlenmiştir. Galaksilerin üzerine inşa edildikleri iskeleler yarattığı düşünülüyor, böylece onlar olmadan galaksiler dönerken ayrı ayrı uçacaklardı. Karanlık maddenin, evrende yıldızlardan gezegenlere ve gaz bulutlarına ışık yayan ve / veya ışıkla etkileşime giren tüm maddelerden beş kat daha yaygın olduğu tahmin ediliyor.

Karanlık maddenin doğası hakkında birçok teori olmasına rağmen, hepsi onun Samanyolu’nun halesinde olması gerektiğini gösteriyor. Öyleyse, LMC bu bölgeden geçerken, bir karanlık madde izi de bırakmalıdır. Yeni yıldız haritasında gözlemlenen uyanışın, bu karanlık madde uyanışının ana hatları olduğuna inanılıyor; Yıldızlar, bu görünmez okyanusun yüzeyindeki yapraklar gibidir, karanlık madde ile konum değiştirirler.

Karanlık madde ve Büyük Macellan Bulutu arasındaki etkileşimin galaksimiz için büyük etkileri vardır. LMC, Samanyolu’nun yörüngesinde dolaşırken, karanlık maddenin yerçekimi LMC’yi çeker ve yavaşlatır. Bu, cüce galaksinin yörüngesinin gittikçe küçülmesine neden olacak, ta ki galaksi sonunda yaklaşık 2 milyar yıl içinde Samanyolu ile çarpışana kadar. Bu tür birleşmeler, evrendeki devasa galaksilerin büyümesinin ana itici gücü olabilir. Aslında, gökbilimciler Samanyolu’nun yaklaşık 10 milyar yıl önce başka bir küçük galaksi ile birleştiğine inanıyorlar.

“Daha küçük bir galaksinin enerjisinin bu şekilde ele geçirilmesi, LMC’nin Samanyolu ile birleşmesinin nedeni değil, aynı zamanda Herşey Harvard Üniversitesi’nde astronomi alanında doktora öğrencisi ve yeni makalenin yazarlarından biri olan Rohan Naidoo, “Galaktik birleşmeler gerçekleşti” dedi. “Haritamızdaki dürtme, galaksilerin nasıl yerlerine birleştiğine dair temel resmimizin gerçekten harika bir kanıtı!”

Nadir fırsat

Makalenin yazarları ayrıca yeni haritanın – ek veriler ve teorik analizlerle birlikte – karanlık maddenin doğası hakkında, sıradan madde gibi parçacıklardan oluşup oluşmadığı gibi çeşitli teorilerin bir testini sağlayabileceğine inanıyor. özelliklerdir. Bu parçacıklar.

Harvard Üniversitesi’nde profesör ve Astrofizik Merkezi’nde bir gökbilimci olan Charlie Conroy, “Teknenin arkasındaki uyanıklığın, tekne suda veya balda seyrediyor olsaydı farklı olacağını hayal edebilirsiniz,” dedi. Harvard ve Smithsonian, çalışmanın ortak yazarı. “Bu durumda, uyanıklığın özellikleri uyguladığımız karanlık madde teorisi tarafından belirlenir.”

Conroy, auradaki 1.300’den fazla yıldızın konumlarını belirleyen ekibe liderlik etti. Zorluk, Dünya’dan bu yıldızların büyük bir kısmına olan tam mesafeyi ölçmeye çalışırken ortaya çıktı: Bir yıldızın soluk ve yakın mı yoksa parlak ve uzak mı olduğunu söylemek çoğu zaman imkansızdır. Ekip, ESA’nın gökyüzündeki birçok yıldızın konumunu sağlayan ancak Samanyolu’nun dış bölgelerindeki yıldızlara olan mesafeyi ölçemeyen Gaia görevinden gelen verileri kullandı.

Ekip, koronadaki büyük olasılıkla yıldızları belirledikten sonra (çünkü galaksimizde veya LMC’de açıkça mevcut değillerdi), NEOWISE tarafından tespit edilebilecek belirli bir ışık “imzası” olan bir dev yıldız sınıfına ait yıldızları aradı. Seçilen yıldızların temel özelliklerini bilmek, ekibin Dünya’ya olan mesafesini bilmesini ve yeni haritayı oluşturmasını sağladı. Samanyolu’nun merkezinden yaklaşık 200.000 ışıkyılı uzaklıkta başlayan veya LMC faaliyetinin başlamasının beklendiği ve yaklaşık 125.000 ışıkyılı ötesine uzanan bir bölgeyi çiziyor.

Conroy ve meslektaşları, Tucson’daki Arizona Üniversitesi’nde astrofizikçilerden oluşan bir ekibin galaktik auradaki karanlık maddenin neye benzemesi gerektiğini tahmin eden bilgisayar modelleri yaptığını öğrendikten sonra LMC uyanışı arayışına ilham kaynağı oldular. İki grup yeni çalışma üzerinde birlikte çalıştı.

Yeni çalışmaya dahil edilen Arizona ekibinin bir modeli, yeni haritada ortaya çıkan yıldız uyanışının genel yapısını ve belirli konumunu tahmin etti. Veriler modelin doğru olduğunu onayladığında, ekip diğer araştırmaların da gösterdiklerini doğrulayabilir: LMC’nin Samanyolu çevresindeki ilk yörüngesinde olması muhtemeldir. Daha küçük galaksi zaten birden fazla yörünge yapmış olsaydı, uyanışın şekli ve konumu gözlenenden önemli ölçüde farklı olurdu. Gökbilimciler, LMC’nin Samanyolu ve yakındaki başka bir galaksi M31 ile aynı ortamda oluştuğuna ve galaksimiz etrafındaki ilk uzun yörüngeyi (yaklaşık 13 milyar yaşında) tamamlamanın eşiğinde olduğuna inanıyorlar. Samanyolu ile etkileşimi nedeniyle bir sonraki yörüngesi çok daha kısa olacak.

Arizona Üniversitesi astronomi doktora öğrencisi Nicholas Garavito-Camargo, “Teorik tahminimizi gözlemsel verilerle doğrulamak, karanlık madde de dahil olmak üzere bu iki galaksi arasındaki etkileşimi anlamamızın doğru yolda olduğunu gösteriyor” dedi. Makalede kullanılan form.

Yeni harita ayrıca gökbilimcilere galaksimizdeki karanlık maddenin (su veya bal) özelliklerini test etmeleri için nadir bir fırsat sunuyor. Yeni çalışmada, Garavito-Camargo ve meslektaşları, gözlemlenen yıldız haritasına nispeten iyi uyan soğuk karanlık madde adı verilen ortak bir karanlık madde teorisi kullandılar. Arizona Üniversitesi ekibi, yıldızlarda gözlemlenen uyanışla hangisinin en iyi eşleştiğini görmek için farklı karanlık madde teorileri kullanan simülasyonlar yürütüyor.

Çalışmanın ortak yazarı ve Arizona Üniversitesi’nde yardımcı doçent olan Jortina Bisla, “Karanlık madde teorilerimizi test etmemize izin veren bu senaryoyu yaratmak için bir araya gelen özel bir dizi koşul,” dedi. “Ancak bu testi ancak bu yeni haritayı inşa ettiğimiz karanlık madde simülasyonuyla birleştirerek gerçekleştirebiliriz.”

WISE uzay aracı 2009’da fırlatıldı ve birincil görevini tamamladıktan sonra 2011’de hazırda bekletme moduna alındı. Eylül 2013’te NASA, Dünya’ya yakın nesneleri veya NEO’ları araştırmak için uzay aracını yeniden etkinleştirdi ve görev ve uzay aracı NEOWISE olarak yeniden adlandırıldı. NASA’nın Güney Kaliforniya’daki Jet Tahrik Laboratuvarı, NASA’nın Bilim Görev Müdürlüğü için WISE’yi yönetiyor ve işletiyor. Misyon, ajansın Greenbelt, Maryland’deki Goddard Uzay Uçuş Merkezi tarafından yönetilen NASA Kaşifler Programı kapsamında rekabetçi bir şekilde seçildi. NEOWISE, Kaliforniya Teknoloji Enstitüsü ve Arizona Üniversitesi’nin bir bölümü olan Jet Tahrik Laboratuvarı’nın (JPL) NASA’nın Gezegensel Savunma Koordinasyon Ofisi’nin desteğiyle bir projesidir.