Этот новый метод характеристики темной материи знаменует собой первое настоящее приложение в области галакто-сейсмологии. Подобно тому, как сейсмологи анализируют волны, чтобы сделать выводы о свойствах недр Земли, Суканья Чакрабарти, доцент Рочестерского технологического института, использует волны в галактическом диске, чтобы нанести на карту внутреннюю структуру и массу галактик. Она представила свои выводы на пресс-конференции, организованной Американским астрономическим обществом в Киссимми, штат Флорида, 7 января.
Выводы Чакрабарти были представлены в Astrophysical Journal Letters.Ее команда использовала спектроскопические наблюдения для расчета скорости трех переменных цефеид — звезд, используемых в качестве критериев для измерения расстояния в галактиках — в созвездии Нормы. В исследовании Чакрабарти 2015 года использовались переменные цефеид, чтобы отметить местоположение карликовой галактики, в которой преобладает темная материя, примерно в 300000 световых лет от нас. Напротив, диск Млечного Пути заканчивается на расстоянии 48 000 световых лет.
Текущее исследование отслеживает скопление цефеид, которые уносятся прочь со средней скоростью 450 000 миль в час; в то время как лучевая скорость звезд в звездном диске Млечного Пути составляет около 13 000 миль в час, сказал Чакрабарти. Метод подтверждает ее прогноз на 2009 год.
«Лучевая скорость переменных цефеид — последнее доказательство, которое мы искали», — сказал Чакрабарти. «Сразу можно сделать вывод, что они не являются частью нашей Галактики».Невидимые частицы, известные как темная материя, составляют 85 процентов массы Вселенной.
По словам Чакрабарти, загадочная материя представляет собой фундаментальную проблему в астрономии, поскольку ее не понимают.В ее методе определения местоположения галактик-спутников преобладают принципы темной материи, используемые в сейсмологии для исследования внутренней части галактики.
«Мы добились значительного прогресса в этой новой области галакто-сейсмологии, где вы можете сделать вывод о содержании темной материи в карликовых галактиках, где они находятся, а также о свойствах внутренней части галактик, глядя на наблюдаемые возмущения в газовом диске», — Чакрабарти сказал.Она добавила: «Первоначальное предсказание было основано на наблюдаемых волнах во внешнем газовом диске нашей галактики, что привело к конкретному предсказанию того, насколько массивной должна быть эта карликовая галактика с преобладанием темной материи, чтобы произвести эти волны. Это очень похоже на сейсмологию в ощущение, потому что мы пытаемся сделать выводы о внутренней части галактик и о том, сколько там темной материи и сколько ее должно быть, чтобы вызвать эти возмущения ».Исследование ставит под сомнение стандартную парадигму, согласно которой старые звезды населяют ореол темной материи, а молодые звезды образуются в богатых газом звездных дисках.
«Судя по имеющимся данным, это, скорее всего, молодые переменные цефеид», — сказал Чакрабарти. «Возникает вопрос, не должны ли мы также исследовать и искать молодые переменные цефеид в ореоле?»По ее словам, может существовать популяция еще не обнаруженных переменных цефеид, которые образовались из богатой газом карликовой галактики, попадающей в гало.
«Раньше у нас была статическая картина эволюции галактик, но теперь мы знаем, что галактики постоянно сливаются с другими меньшими галактиками, и поэтому в рамках этого более динамичного сценария важно спросить, почему бы не иметь молодых цефеид переменных, которые создаются в гало из-за втекающего свежего газа или из-за слияния богатых газом карликовых галактик с нашей, — сказал Чакрабарти.Спектроскопические наблюдения, использованные в исследовании, проводились в обсерватории Gemini и на телескопах Magellan, а также на спектрографе WiFeS.
В международную команду входят, в частности, Родольфо Анджелони, Кен Фриман, Лео Блитц, научный сотрудник RIT Бенджамин Сарджент и Эндрю Липницки, аспирант по программе астрофизических наук и технологий.