O serach novo para "galáxias escuras" poderia ajudar a responder um paradoxo na astronomia: por que as galáxias de hoje ainda não funcionar fora do gás. De acordo com as observações, a maioria das galáxias têm apenas combustível suficiente para fazer estrelas para outro bilhão de anos ou mais. No entanto, as galáxias têm suportado pela maior parte da idade do universo.
Usando supercomputadores no National Energy Research Scientific Computing Center (NERSC), Sukanya Chakrabarti, professor de física na Florida Atlantic University e um Instituto de Teoria da Computação e Fellow (ITC), no Centro Harvard-Smithsonian de Astrofísica , desenvolveu um método matemático para descobrir "escuras" galáxias. Quando ela aplicou esse método para a nossa própria galáxia, a Via Láctea , Chakrabarti descoberto um satélite leve pode estar escondido no lado oposto da galáxia da Terra, cerca de 300.000 anos-luz do centro galáctico.
"Nossa abordagem tem amplas implicações para muitos campos da física e da astronomia - para a detecção indireta de matéria escura, bem como matéria escura dominadas galáxias anãs , dinâmica planetária e para a evolução galáxia dominada por impactos de satélite ", disse Chakrabarti.
Chakrabarti técnica envolve uma análise do gás de hidrogênio atômico frio que compõem a periferia de um disco grande galáxia espiral de. Este gás frio é gravitacionalmente confinada ao disco galáctico e estende-se muito mais longe do que as estrelas visíveis - por vezes, até cinco vezes o diâmetro da espiral visível. Este gás pode ser mapeado por radiotelescópios.
De acordo com a Chakrabarti, as escuras galáxias satélites criar perturbações no gás de hidrogénio atómico frio nas bordas do disco da galáxia espiral, e estas perturbações revelar a massa, a distância ea localização do satélite. Com a ajuda de sistemas de NERSC, ela validado com sucesso o seu método de análise das observações de rádio do Galaxy Whirlpool , que tem um satélite visível de um terço do seu tamanho, e NGC 1512 , que tem um satélite um centésimo do tamanho que é. Seus cálculos previu correctamente a massa e localização de ambas as galáxias satélites conhecidos.
Quando ela aplicou esta análise para observações de rádio de nossa própria Via Láctea, a análise revelou uma galáxia anã potencial, ou Galaxy X, sentado na constelação de Norma ou Circinus, a oeste do centro galáctico em Sagitário, quando vistos da Terra. Porque este satélite fica em frente a Via Láctea a partir da Terra, ela é obscurecida na nossa linha de visão por gás e poeira, e, portanto, não foi detectado.
De acordo com seu ex-colega Leo Blitz da Universidade da Califórnia em Berkeley , em busca de galáxias satélites com esse método é como deduzir o tamanho ea velocidade de um navio olhando para seu rastro."Você vê as ondas de um monte de barcos, mas você tem que ser capaz de separar o rastro de um navio de médio ou pequeno porte do de um transatlântico", disse ele.
Simulações de formação de galáxias sugerem uma galáxia do tamanho da Via Láctea deveria apresentam cerca de 1000 galáxias anãs, mas apenas algumas dezenas foram encontrados até agora. Alguns dos anões em falta podem ser galáxias escuras que são todos, mas invisível.
Blitz modelos prevêem que o universo deve conter galáxias anãs muito mais do que a fração minúscula que os astrônomos conseguem identificar.
Se assim for, Blitz acha que sabe como encontrar as galáxias escuras. "Imagine-plopping através do gás da Via Láctea exterior", diz ele. "Eles podem criar algum tipo de respingo ou ondulação."
Estes alcances distantes estão relativamente calmas, fazendo tais perturbações possível detectar. Blitz, explica: "É como jogar dardos em uma placa. À medida que essas galáxias escuras vir à Via Láctea, eles provavelmente vão bater as partes externas porque há mais área de superfície lá."
Para identificar todos os pontos de galáxias escuras quentes, Blitz e seu grupo de pesquisa está mapeando a estrutura da Via Láctea. No processo, eles foram capazes de caracterizar a deformação da nossa galáxia geralmente plana: "É como pratos batendo, que é realizada no meio e as partes externas são livres para vibrar", ele says.Within esta estrutura, Blitz identificou áreas de muito localizada vibrações - um sinal encorajador - e está agora à procura de outras galáxias características semelhantes.
"Isso é exatamente o tipo de assinatura que procurar se a Via Láctea foram atingidas por essas galáxias de matéria escura ", diz ele. Tão promissor como o mapeamento olha, Blitz está a cobrir suas apostas com uma segunda abordagem: em busca núcleos gasosos que poderiam ser incorporados até mesmo em galáxias escuras.
"Estamos tentando de pesquisas em regiões do céu para ver se há concentrações de hidrogênio atômico que não estão associados a galáxias conhecidas", diz ele. "Espero que, ao fazer uma pesquisa suficientemente grande do céu, nós vamos ser capazes de encontrar galáxias que contêm hidrogênio só e sem estrelas. Ao olhar para os movimentos do hidrogênio, nós vamos ser capazes de determinar as propriedades da matéria escura que está dentro dele também. "
O mapa resultante de hidrogênio interestelar poderia ajudar a responder a outro paradoxo na astronomia: por que as galáxias de hoje ainda não funcionar fora do gás. De acordo com as observações, a maioria das galáxias têm apenas combustível suficiente para fazer estrelas para outro bilhão de anos ou mais. No entanto, as galáxias têm suportado pela maior parte da idade do universo, o que torna improvável que tantos deve piscar de uma vez.
Blitz acha que eles poderiam ser se aumentar seus tanques com gases interestelares. Como as galáxias interagem gravitacionalmente, gases de suas bordas vai ficar arrancados. Estes gases podem eventualmente cair sobre outras galáxias, assim como o vapor de água é reciclado de volta para chuva. "Não deve haver material suficiente entre as galáxias de ser capaz de compensar as estrelas que estão sendo formadas", diz ele. "Isso é mensurável com o Telescópio Allen."
Crédito da imagem: nersc.gov
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