science >> Wetenschap >  >> Astronomie

Verre sterrenstelsels zijn in tegenspraak met gangbare kosmologische modellen, simulaties

centaur A, een elliptisch sterrenstelsel op 13 miljoen lichtjaar van de aarde, herbergt een groep dwergsatellietstelsels die co-roteren in een smalle schijf, een verdeling die niet wordt voorspeld door door donkere materie beïnvloede kosmologische modellen. Krediet:Christian Wolf en het SkyMapper-team / Australian National University

Een internationaal team van astronomen heeft vastgesteld dat Centaurus A, een enorm elliptisch sterrenstelsel op 13 miljoen lichtjaar van de aarde, wordt vergezeld door een aantal dwergsatellietstelsels die in een smalle schijf om het hoofdlichaam cirkelen. In een artikel dat vandaag is gepubliceerd in Wetenschap , de onderzoekers merken op dat dit de eerste keer is dat een dergelijke galactische opstelling buiten de Lokale Groep is waargenomen, thuisbasis van de Melkweg.

"Het belang van deze bevinding is dat het de geldigheid van bepaalde kosmologische modellen en simulaties in twijfel trekt als verklaringen voor de verspreiding van gastheer- en satellietstelsels in het universum, " zei co-auteur Marcel Pawlowski, een Hubble Fellow bij de afdeling Natuur- en Sterrenkunde aan de Universiteit van Californië, Irvine.

Hij zei dat onder het lambda koude donkere materie model, kleinere sterrenstelsels zouden min of meer willekeurig rond hun verankerende sterrenstelsels moeten zijn verspreid en in alle richtingen moeten bewegen. Toch is Centaurus A het derde gedocumenteerde voorbeeld, achter de Melkweg en Andromeda, van een "uitgestrekte polaire structuur" waarin satellietdwergen co-roteren rond een centrale galactische massa in wat Pawlowski "preferentieel georiënteerde uitlijning" noemt.

De moeilijkheid om de bewegingen van dwergsatellieten rond hun gastheren te bestuderen, varieert afhankelijk van de doelgroep van sterrenstelsels. Het is relatief eenvoudig voor de Melkweg. "Je krijgt de juiste bewegingen, " zei Pawlowski. "Maak nu een foto, wacht drie jaar of langer, en maak dan nog een foto om te zien hoe de sterren zijn bewogen; dat geeft je de tangentiële snelheid."

Met behulp van deze techniek, wetenschappers hebben metingen voor 11 Melkweg-satellietstelsels, waarvan er acht draaien in een strakke schijf loodrecht op het vlak van het spiraalstelsel. Er zijn waarschijnlijk andere satellieten in het systeem die niet vanaf de aarde kunnen worden gezien omdat ze worden geblokkeerd door de stoffige schijf van de Melkweg.

Het Centaurus A-sterrenstelsel. Krediet:Marcel Pawlowski / UCI

Andromeda geeft waarnemers op aarde een beeld van de volledige verspreiding van satellieten rond de uitgestrekte spiraal van de melkweg. Een eerdere studie vond 27 dwergsterrenstelsels, 15 gerangschikt in een smal vlak. En Andromeda biedt nog een voordeel, volgens Pawlowski:"Omdat je de melkweg bijna van opzij ziet, je kunt kijken naar de gezichtslijnsnelheden van zijn satellieten om te zien welke nadert en welke achteruitgaat, dus het presenteert zich heel duidelijk als een roterende schijf."

Centaurus A is veel verder weg, en zijn satellietgenoten zijn zwak, waardoor het moeilijker wordt om afstanden en snelheden nauwkeurig te meten om bewegingen en verdelingen te bepalen. Maar "slapen in de archieven, "Pawlowski zei, waren gegevens over 16 van Centaurus A's satellieten.

"We zouden hetzelfde spel kunnen spelen als met Andromeda, waar we kijken naar de gezichtslijnsnelheden, "zei hij. "En opnieuw zien we dat de helft van hen roodverschoven is, wat betekent dat ze zich van ons terugtrekken, en de andere helft is blauw verschoven, die ons vertelt dat ze naderen."

De onderzoekers konden aantonen dat 14 van de 16 Centaurus A-satellietstelsels een gemeenschappelijk bewegingspatroon volgen en langs het vlak rond het hoofdstelsel roteren - in tegenspraak met veelgebruikte kosmologische modellen en simulaties die suggereren dat slechts ongeveer 0,5 procent van de satellietstelsels in de nabije universum zou dit patroon moeten vertonen.

"Dus dit betekent dat we iets missen, " zei Pawlowski. "Ofwel missen de simulaties een belangrijk ingrediënt, of het onderliggende model is fout. Dit onderzoek kan worden gezien als ondersteuning voor het zoeken naar alternatieve modellen."