A matéria escura é chamado de "dark" por uma boa razão. Embora eles superam as partículas de matéria normal por mais de um fator de 5, partículas de matéria escura são indescritíveis. Sua existência é inferida pela sua influência gravitacional nas galáxias, mas ninguém nunca diretamente observado sinais de matéria escura. Agora, através da medição da massa de uma galáxia anã próxima chamada Triangulum II, professor assistente de astronomia Evan Kirby pode ter encontrado a maior concentração de matéria escura em qualquer galáxia conhecida.
Triangulum II é um pequeno, fraco galáxia na borda da Via Láctea, composta de apenas cerca de 1.000 estrelas. Kirby medido a massa de Triangulum II examinando a velocidade de seis estrelas girando em torno do centro da galáxia. "A galáxia é um desafio para olhar", diz ele. "Apenas seis de suas estrelas eram luminosa o bastante para ver o telescópio Keck com." Ao medir a velocidade dessas estrelas, Kirby pode-se inferir a força gravitacional exercida sobre as estrelas e, assim, determinar a massa da galáxia.
"A massa total Eu medido foi muito, muito maior do que a massa do número total de estrelas, implicando que há uma tonelada de matéria escura densamente contribuindo para a massa total", diz Kirby. "A proporção de matéria escura a matéria luminosa é o mais alto de qualquer galáxia que nós sabemos. Depois que eu tinha feito minhas medidas, eu só estava pensando-wow".
Triangulum II poderia, assim, tornar-se um dos principais candidatos esforços para detectar diretamente as assinaturas de matéria escura. Certas partículas de matéria escura, chamado de WIMPs supersimétricas (interação fraca partículas massivas), vai aniquilar uns aos outros sobre a colisão e produzir raios gama que podem ser detectados a partir da Terra.
O Caltech FOGO (feedback em ambientes realistas) de simulação acima mostra a distribuição prevista de estrelas (esquerda) e matéria escura (à direita) em torno de uma galáxia como a Via Láctea. O círculo vermelho mostra uma galáxia anã como Triangulum II. Embora tenha uma grande quantidade de matéria escura, tem muito poucas estrelas. Galáxias escuras dominado pela matéria como Triangulum II são excelentes perspectivas para detectar o sinal de raios gama a partir de matéria escura auto-aniquilação.
Enquanto as teorias atuais predizem que a matéria escura está produzindo raios gama em quase todo o universo, detectar estes sinais particulares, entre outros ruídos galácticos, como os raios gama emitidos por pulsares, é um desafio. Triangulum II, por outro lado, é uma galáxia muito tranqüila. Falta-lhe a gás e outros materiais necessários para formar estrelas, por isso não está formando novas estrelas-os astrônomos chamam de "morto". Quaisquer sinais de raios gama vindos de colidir partículas de matéria escura seria teoricamente claramente visível.
Ele ainda não foi definitivamente confirmada, porém, que o que Kirby medida é realmente a massa total da galáxia. Outro grupo, liderado por pesquisadores da Universidade de Strasbourg, na França, mediu as velocidades das estrelas apenas fora Triangulum II e descobriu que eles estão realmente se movendo mais rápido do que as estrelas mais próximas ao centro da galáxia-o oposto do que é esperado. Isto poderia sugerir que a pequena galáxia está sendo puxado para além, ou "tidally interrompido," pela gravidade da Via Láctea.
"Meus próximos passos são para fazer medições para confirmar os resultados que outro grupo", diz Kirby. "Se ele sair que essas estrelas exteriores não estão realmente se movendo mais rápido do que os internos, em seguida, a galáxia poderia estar no que é chamado de equilíbrio dinâmico. Isso tornaria o mais excelente candidato para a detecção de matéria escura com raios gama."
Um artigo descrevendo esta pesquisa aparece no 17 de novembro de emissão das Astrophysical Journal Letters. Judith Cohen (PhD '71), a página Professor Kate Van Nuys de Astronomia, é um co-autor do Caltech.
O Galaxy diário via Caltech
Crédito de imagem: A. Wetzel e P. Hopkins, Caltech
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