Jak powstała Puchar 2 – galaktyka satelitarna Drogi Mlecznej
Puchar 2, położona około 380 tysięcy lat świetlnych od Ziemi, jest jedną z największych galaktyk satelitarnych Drogi Mlecznej. Jednak to jak powstała, było dla astronomów tajemnicą.
„Od czasu jej odkrycia w 2016 r. podejmowano wiele prób odtworzenia niezwykłych właściwości Puchar 2, ale okazało się to bardzo trudne” – twierdzi prof. Hai-Bo Yu z University of California, Riverside.
Jak tłumaczą astronomowie, galaktyka satelitarna to mniejsza galaktyka krążąca wokół większej macierzystej. A ciemna materia stanowi 85 proc. materii Wszechświata i pod wpływem grawitacji może tworzyć sferyczną strukturę zwaną halo ciemnej materii, która przenika ono i otacza galaktyki takie jak Puchar 2. Fakt, że satelita Drogi Mlecznej jest niezwykle zimna, wskazuje, że halo ma niską gęstość.
Naukowcy twierdzą, że Puchar 2 ewoluowała w polu pływowym naszej galaktyki i przez co doświadczyła jej oddziaływań, podobnie jak ziemskie oceany doświadczają sił pływowych z powodu grawitacji Księżyca. Jak wskazują badacze, teoretycznie oddziaływania te mogą zmniejszyć gęstość halo ciemnej materii.
Jednak w ramach nowego badania „Self-interacting dark matter interpretation of Crater II”, przeprowadzonego przez naukowców z University of California, Riverside i opublikowanego w czasopiśmie The Astrophysical Journal Letters, astronomowie zmierzyli orbitę Puchar 2 wokół Drogi Mlecznej i odkryli, że siła oddziaływań pływowych jest zbyt słaba, aby mogła obniżyć gęstość ciemnej materii galaktyki satelitarnej, aby była zgodna z jej pomiarami – jeśli ciemna materia składa się z zimnych, bezkolizyjnych cząstek, zgodnie z oczekiwaniami dominującej teorii zimnej ciemnej materii (CDM).
„Kolejną zagadką jest to, w jaki sposób Puchar 2 mogła osiągnąć rak duży rozmiar, ponieważ oddziaływania pływowe zmniejszyłyby jej wielkość, gdy galaktyka satelitarna ewoluowała w polu pływowym Drogi Mlecznej” – zaznacza Yu.
Naukowcy po analizie danych, zwrócili się ku innej teorii, aby wyjaśnić właściwości i pochodzenie Puchar 2, zwanej – samoistnie oddziałującą ciemną materią lub SIDM, która mogłaby w przekonujący sposób wyjaśnić różne rozkłady ciemnej materii w tej strukturze. Zakłada ona, że cząstki ciemnej materii oddziałują ze sobą za pomocą ciemnej siły, silnie zderzając się ze sobą w pobliżu centrum galaktyki.
„Nasze badanie pokazuje, że SIDM może wyjaśnić niezwykłe właściwości Puchar 2. Kluczowym mechanizmem jest to, że samointerakcje ciemnej materii termalizują jej halo i wytwarzają płytkie jądro gęstości, to znaczy gęstość ciemnej materii jest spłaszczona na małych promieniach. W przeciwieństwie do tego, w halo CDM gęstość gwałtownie wzrosłaby w kierunku centrum galaktyki” – podsumowuje Yu.
Emil Gołoś
