science >> Wetenschap >  >> Astronomie

De kleinste sterrenstelsels in ons heelal brengen meer donkere materie aan het licht

Een schema van de verdeling van donkere materie waarbij rood gebieden met een hogere dichtheid van donkere materie aangeeft. De afbeelding aan de linkerkant geeft aan dat de verdeling van donkere materie dichter wordt in het centrum van de melkweg, zoals deze studie vond, terwijl de afbeelding rechts een minder dichte verdeling van donkere materie laat zien volgens SIDM. Krediet:Kohei Hayashi

Ons universum wordt gedomineerd door een mysterieuze materie die bekend staat als donkere materie. De naam komt van het feit dat donkere materie niet absorbeert, elektromagnetische straling reflecteren of uitzenden, waardoor het moeilijk te detecteren is.

Nutsvoorzieningen, een team van onderzoekers heeft met behulp van stellaire kinematica de sterkte van donkere materie onderzocht die verspreid is over de kleinste sterrenstelsels in het universum.

"We ontdekten dat de sterkte van donkere materie vrij klein is, wat suggereert dat donkere materie zich niet gemakkelijk samen verspreidt, " zei professor Kohei Hayashi, hoofdauteur van de studie.

Er is veel onbekend over donkere materie, maar theoretisch en experimenteel onderzoek, van deeltjesfysica tot astronomie, beetje bij beetje verduidelijken ze er meer over.

Een prominente theorie rond donkere materie is de 'self-interacting dark matter (SIDM)-theorie'. Het beweert dat de verdeling van donkere materie in galactische centra minder dicht wordt vanwege de zelfverstrooiing van donkere materie.

Echter, supernova-explosies, die plaatsvinden tegen het einde van het leven van een massieve ster, kunnen ook minder dichte distributies vormen. Dit maakt het een uitdaging om te onderscheiden of het de supernova-explosie is of de aard van donkere materie die een minder dichte verdeling van donkere materie veroorzaakt.

Om dit te verduidelijken, Hayashi en zijn team richtten zich op ultrazwakke dwergsterrenstelsels. Hier bestaan ​​een paar sterren, waardoor de invloeden van supernova-explosies verwaarloosbaar zijn.

Een grafiek die de sterkte van de verstrooiing van donkere materie (y-as) aangeeft versus de gemiddelde relatieve snelheid tussen donkere materie en zichzelf (x-as). Foutbalken geven schattingen van sterrenstelsels aan door eerdere studies, terwijl de rode gebieden resultaten tonen van Segue 1 ultra-fait dwergstelsel. Krediet:Hayashi et al.

Hun bevindingen toonden aan dat donkere materie dicht is in het centrum van de melkweg, het uitgangspunt van SIDM uitdagen. Beelden van het dwergstelsel Segue 1 onthulden een hoge dichtheid van donkere materie in het centrum van het sterrenstelsel, en die verstrooiing is beperkt.

"Onze studie toonde aan hoe nuttig stellaire kinematica in ultradunne dwergstelsels is voor het testen van bestaande theorieën over donkere materie, " merkte Hayashi op. "Verdere waarnemingen met behulp van de volgende generatie breedveldspectroscopische onderzoeken met de Subaru Prime Focus Spectrograph, zal de kans maximaliseren om het rokende pistool van donkere materie te verkrijgen."