Imagens profundas do céu revelam que o universo contém bilhões de galáxias. Alguns, como a nossa Via Láctea, são imensas, contendo centenas de bilhões de estrelas.
A maioria das galáxias, no entanto, são anões, sendo muito menor e com apenas alguns bilhões de estrelas.
A cosmologia moderna tem se mostrado incrivelmente precisas na previsão de como as galáxias estão espalhadas pelo universo. Em vez de ser jogado aleatoriamente sobre, as galáxias parecem viver juntos, alguns em grupos de mil sistemas individuais, mas a maioria em grupos de dezenas ou centenas.
Mas uma nova pesquisa sobre galáxias anãs por meus colegas e eu - publicado na revista Nature - parece apresentar um grande desafio para as idéias de como o universo funciona de verdade.
Depois de mais de uma década de estudo, descobrimos que pequenas galáxias que acompanham a galáxia espiral mais próxima à nossa - a galáxia de Andrômeda - estão a dançar juntos em um avião grande.
A galáxia de Andrômeda e seus companheiros está desafiando os próprios fundamentos da cosmologia.
Para entender por que isso é importante, precisamos começar com o que sabemos sobre o Universo e nosso próprio quintal cósmico.
Galáxias locais
A Via Láctea está localizado no "Grupo Local", um pequeno pedaço do universo que ele habita com a Galáxia de Andrômeda de tamanho semelhante, e um menor conhecido como espiral da Galáxia do Triângulo.
| Que acompanham esses sistemas maiores são quase 100 galáxias anãs.Aqueles de nós a sorte de estar a viver no hemisfério sul pode ver claramente duas dessas galáxias anãs no céu noturno, ou seja, a Grande Nuvem de Magalhães e Pequena. Estes muitas anãs Grupo locais tendem a ser agrupados em torno das galáxias maiores, justamente como previsto pela nossa compreensão da expansão do universo e do crescimento da estrutura cósmica.Mas é precisamente essas galáxias anãs que estão provando ser uma séria dor de cabeça para os modelos cosmológicos que parecem ser de apoio. |
Onde estão todas as galáxias?
O primeiro problema, conhecido como o "problema da falta de satélite", tem sido conhecida há mais de uma década. Enquanto as galáxias quase 100 no grupo local pode parecer impressionante, isso é muito menos do que o previsto por vários milhares de teorias cosmológicas.
Alguns acreditam que a nossa população galáxia anã diminutivo é um duro golpe para o prevalecente "matéria escura fria" modelo de formação de galáxias - ou seja, a idéia de que o componente dominante da massa no universo é invisível para nós, o assunto assustador sonoridade escura que átomos de pastores para as estrelas e galáxias que vemos.
Outros, no entanto, acho que não há crise, sugerindo que os anões estão lá fora como halos de matéria escura sem estrelas, tendo perdido seu gás - a matéria-prima para a formação de novas estrelas - devido às explosões de super-estrelas no universo muito cedo.
Isso nitidamente nos leva ao nosso resultado no papel da natureza.
Pandas
Há mais de dez anos tenho sido parte de uma colaboração que vem tentando mapear o halo estelar extensa de Andrômeda.
Esta distribuição tênue de estrelas, que se estende centenas de milhares de anos-luz de distância da galáxia de Andrômeda, é feita a partir de restos de galáxias pequenas que ter perdido muito perto e foram canibalizados pela galáxia maior.
Ao longo dos anos, a nossa colaboração tem usado grandes telescópios e instrumentos sensíveis para mapear a parte imensa do céu que engloba auréola de Andrômeda. Desde 2008, temos utilizado o Telescópio Canadá-França-Havaí 3,6 m para realizar o Pan-Andromeda Levantamento Arqueológico (ou, mais cutely, pandas).
Agora que a data-colheita eo tratamento está completo, os resultados científicos de pandas estão começando a fluir. Bem como o halo estelar, há grandes pedaços longos de estrelas, o curso canibalização de outros sistemas e muitos aglomerados globulares - pequenas bolas de um milhão de estrelas que vivem juntos.
As galáxias anãs foram encontrados para estar girando em um avião gigante ao redor de Andrômeda. Natureza
Dentro de pandas encontramos quase 30 galáxias anãs que orbitam Andrômeda, a maioria dos quais foram identificados apenas nos últimos anos. Com a qualidade dos dados pandas, doutorando Anthony Conn foi capaz de medir com precisão as distâncias a cada uma das galáxias anãs e, pela primeira vez, nós sabíamos que a distribuição tridimensional de galáxias anãs em torno de Andrômeda.
Distribuídas aleatoriamente?
O que nossos modelos teóricos para a estrutura e evolução das galáxias nos dizer sobre a distribuição esperada de galáxias anãs em torno de galáxias de grande porte? Apesar de sabermos que não há como anãs muitos como previsto, os nossos modelos nos dizem que os vemos deve ser movimentado em torno aleatoriamente como um enxame de abelhas furiosas.
Então, o que vemos com os anões que orbitam Andrômeda? Em face disso, parece que as previsões teóricas se confirmarem, com os anões aparentemente distribuídos aleatoriamente.
Mas decidimos procurar um pouco mais e ver se havia alguma estrutura subjacente na população galáxia anã.Em vez de considerar a população anão inteiro, que em vez olhou para subamostras estrutura de galáxias, comparando as distribuições reais para muitos milhares de amostras geradas aleatoriamente.
O que nós descobrimos nos surpreendeu, com 13 galáxias anãs deitado em um avião extremamente fina, 45.000 anos-luz de espessura, mas imenso em tamanho - 1,2 milhões anos-luz de diâmetro. Tal configuração parece muito raramente em uma população distribuídos aleatoriamente de anões.
Estranhamente, a vantagem deste avião em direção a pontos da Via Láctea, o avião poderia ter sido orientado em qualquer direção, mas é este alinhamento misterioso nos dizendo algo sobre a origem aviões?
Simulação numérica de a formação de um filamento contendo centenas de galáxias. Stefan Gottlöber, Arman Khalatyan & Anatoly Klypin
Só o começo
Mas havia mais surpresas que virão. Como os anões foram inicialmente descobertos, eles se tornaram os alvos de maiores telescópios do mundo, usando o efeito Doppler da luz para medir as velocidades das galáxias individuais. O que nós descobrimos nos parou em nossos caminhos.
Os anões norte de Andrômeda estavam se movendo em direção a nós, enquanto os do sul foram se afastando de nós. Isto é, este vasto plano de anãs é rotativo!
Lembre-se, nada como este plano é previsto em nossos modelos cosmológicos.
O mistério se aprofunda quando olhamos mais perto de casa, onde tem havido uma crescente evidência de que a Via Láctea possui seu próprio plano de galáxias anãs, conhecido como Estrutura Polar Vast (VPOs).
Perversamente, estudando auréola estelar de nossa própria galáxia é mais difícil do que a de Andrômeda como precisamos imagem de todo o céu, mas a prova está cada vez mais forte de que a Via Láctea e Andrômeda possuem aviões inexplicáveis de galáxias anãs.
O que eles estão fazendo lá?
Anões de maré?
Alguns têm sugerido que o que vemos não são galáxias anãs normais, mas são, na verdade, "anões maré", aglomerações de pequenas estrelas que formam a partir dos escombros lágrimas quando um grande galáxia distante um menor.
Mas esses anões são transitórios e rapidamente se dispersam, de modo aviões deste tipo devem ser raras e que seria muita sorte de vê-los, tanto a Via Láctea e Andrômeda, ao mesmo tempo.
Além disso, se o que estamos vendo são anões realmente maré então estamos perdendo ainda mais das galáxias satélites previstos pelas nossas teorias para o crescimento da estrutura do universo.
Por isso estamos confrontados com um dilema sério cosmológica, um problema que os nossos atuais modelos teóricos têm que explicar se vamos ter fé de que eles são uma descrição precisa do universo ao nosso redor.
E se eles não podem, assim, poderíamos não ter que ir de volta para a mesa de desenho, mas teremos de questionar nossas suposições subjacentes em coisas como a natureza da matéria escura.
Alguns já que a existência desses planos está nos dizendo que devemos estar questionando as propriedades mais fundamentais do universo, incluindo a própria existência da matéria escura e até mesmo a ação da gravidade.
Então, qual é a solução? Honestamente, eu não sei, mas vai ser divertido tentar descobrir.
Escrito por - Geraint Lewis - professor de Astrofísica na Universidade de Sydney
Este artigo foi originalmente publicado por A Conversação
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