赤いナゲットの類似物は、初期の宇宙の遺物であることが判明しました

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Anonim
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Markarian 1216銀河(Mrk 1216)のガスのX線の輝きは、この天体の中心に異常に高い濃度の暗黒物質があることを示していました。結果は、この銀河の内部領域(初期の宇宙に存在した赤いナゲットのクラスからの銀河の類似物と考えられている)では、標準的な理論が予測するよりも何倍も多くの暗黒物質があるはずであることを示しています。これらの結果は、Mrk 1216の非常に早い形成と他の銀河との相互作用のない静かな進化を仮定することによって説明できます。これにより、この天体をまれなタイプの遺物銀河として分類することが可能になります。

銀河にはいくつかの分類があり、その中で最も単純なものは1926年にエドウィンハッブルによって提案されました。それ以来、改良され、補足されてきましたが、一般的には「ハッブルフォーク」または「ハッブル音叉」とも呼ばれる一般的な構造を保持しています。まず、同じ線上に初期型の銀河があります。楕円形とレンズ状を含み、図は2つの部分に分かれています。上の枝には棒のない渦巻銀河(中央に細長い棒)があり、下の枝には棒のある渦巻銀河があります。図に沿って移動すると、コアが目立たなくなり、らせん状の枝の数が減少します。

巨大な初期型銀河は2つの段階で形成されたと考えられています。その初期段階では、かなりの量のガスが物体に堆積し、それが激しい星形成をもたらしました。この時点で、銀河は2005年に独立したクラスとして選ばれた赤いナゲットのタイプに属しています。約100億年続いた次の段階では、進化は主に他の銀河との相互作用によって決定され、それは有意な星形成なしに恒星円盤のサイズの増加につながります。

このように遠い距離では十分な詳細情報を得ることができないため、最初の段階で銀河を直接研究することは事実上不可能です。しかし、比較的近くにある銀河を検索することで、多くの点で赤いナゲットに似ていることが判明した多くの天体を特定することができました。特に、それらは非常に古い星の種族(平均年齢130億年以上)を持っており、表面輝度の半径への依存性は、現代の銀河ではなく、遠方の銀河に似ています。これらの特性により、これらの天体は開発の最初の段階で凍結された遺棄された銀河であると仮定することができます。

カリフォルニア大学アーバイン校のDavidBuoteとAaronBarthは、赤いナゲットの類似物の古代の起源についての仮説を検証するために、これらの銀河の暗黒物質ハローのパラメーターを研究することにしました。既知の16の類似体のうち、銀河Mrk 1216が詳細な観測に最も適していることが判明しました。データを収集するために、著者はチャンドラ宇宙X線天文台を使用しました。この望遠鏡は、グローの強度とそれから質量分布を再構築することから、高温ガスの濃度を決定することを可能にします。

ほとんどの現代の科学者は、宇宙の構成要素とそれらの時間的進化を説明する宇宙論的なΛCDMモデルを信じる傾向があります。このモデルは、私たちが知っているバリオン物質に加えて、重力によって現れる暗黒物質と暗黒エネルギーも存在することを前提としています。これは、現在加速されている宇宙の膨張の原因です。 ΛCDMは、時間の経過に伴う構造の成長率、銀河の分布の統計的特性、および任意の時点でのそれらのパラメーターを予測します。

Mrk 1216が遺棄されているという仮説が正しければ、そのハローの特性は、近くの銀河のΛCDM予測とは大幅に異なるはずです。特に、暗黒物質はよりコンパクトに分配されるべきです。観測結果の分析は、密度が宇宙の平均を200倍超える領域内の粒子の濃度が理論が予測するよりも数倍高いことが判明したことを示しました:暗黒物質の分布に関する標準的な仮定の下でNavarro-Frank-Whiteプロファイルでは、濃度は30のレベルであることが判明しましたが、ΛCDMは約7の値を予測しています。

「Mrk1216のような比較的密接に観測されたコンパクトな楕円銀河における星の年齢と高密度の集中は、それらが遠距離で観測された赤いナゲットの子孫であるという最初の重要な証拠でした」とバースは説明します。 「この場合に研究された暗いハローのコンパクトなサイズは、(それらの起源についての)問題を閉じると信じています。」

追加のテストとして、著者らは、暗黒物質の代替として提唱された仮説である修正ニュートン力学(MOND)の観点から、Mrk1216の観測された特性を説明しようとしました。このアプローチでは、物質の新しい成分を引き付けることなく銀河を記述することはできませんが、小さな加速度の場合に重力相互作用を変更することによってのみ可能であることが判明しました。

暗黒物質を導入する動機とそれが解決する問題については、「宇宙の見えないセメント」という資料で議論しました。ドミトリー・ゴルブーノフは、ヘビーフォトンに関するインタビューで対立仮説の1つを詳細に分析しました。また、近年、天文学者は、一見暗黒物質がないように見える少なくとも2つの銀河を発見しました。しかし、最近の研究では、科学者たちは、そのような結果は、それらまでの距離の誤った決定のために得られたと主張しています。

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