Спутники Млечного Пути помочь выявить связь между темной материи Гало и формирования галактик

Так же как солнце и планеты и планеты имеют спутников, нашей галактики и других галактик-спутников, и некоторые из тех может иметь небольшие спутниковые галактики самостоятельно. На смекалку, Большое Магелланово Облако (БМО), относительно большие спутниковые галактики видны из Южного полушария, как считается, принес не менее шести своих галактик-спутников с ним, когда он впервые подошел Млечный путь, основываясь на последних данных с Европейского космического агентства Гайя миссии.

Астрофизики считают, что темная материя отвечает за большую часть этой структуры, и сейчас исследователи из Департамента энергетики ускорителе SLAC Национальной ускорительной лаборатории и темной энергии, исследования опираются на наблюдения слабых галактик вокруг Млечного Пути, чтобы разместить более жесткие ограничения на связи между размером и структурой галактик и темная материя, гало, которые их окружают. В то же время, они нашли больше доказательств существования ЛМК галактик-спутников и сделал новое предсказание: если ученых моделями являются правильными, Млечный Путь должен иметь дополнительные 150 или больше очень слабых галактик-спутников, ожидающих открытия следующего поколения проектов, таких как Вера С. Рубин обсерватории наследие обзора пространства и времени.

Новое исследование, готовится к печати в Astrophysical Journal и доступна в препринте здесь, является частью более широких усилий, чтобы понять, как темная материя работает на весах меньше, чем наша галактика, — сказал Итан Надлер, исследования первого автора и аспиранта в Кавли Институт астрофизики частиц и космологии (KIPAC) и Стэнфордского университета.

«Мы кое-что знаем о темной материи очень хорошо-сколько темной материи существует, как это кластер — но все эти заявления квалифицированы говорю, Да, вот как он ведет себя на весах больше, чем размер нашей Местной группы галактик», — сказал Надлер. «И тут вопрос, это работает на малых масштабах мы можем измерить?»

Свет галактик на темной материи

Астрономы уже давно знают, Млечного Пути и других галактик-спутников, включая Большое Магелланово облако, которое видно невооруженным глазом из Южного полушария, но их количество составляло около всего около десятка и примерно до 2000 года. С тех пор число наблюдаемых спутников галактик резко возросло. Благодаря Слоуновского цифрового обзора неба и более недавних открытиях проектов, в том числе темные энергетического обследования (дес), число известных галактик-спутников достигло около 60.

Такие находки всегда интересно, но, пожалуй, самое интересное, что эти данные могут рассказать нам о космосе. «Впервые, мы можем искать эти спутниковые галактики примерно три четверти неба, и это действительно важно, чтобы несколько разных способов узнать о темной материи и формирования галактик», — сказала Райза Векслера, директор KIPAC. В прошлом году, например, Векслера, Надлер и его коллеги использовали данные спутниковых галактик в сочетании с компьютерным моделированием на месте гораздо более жесткие ограничения на взаимодействие темной материи с обычной материей.

Теперь, Векслера, Надлер и des команда, используя данные из комплексного поиска на большей части неба, чтобы задавать разные вопросы, в том числе, как много темной материи что нужно, чтобы сформировать галактики, сколько галактик-спутников следует ожидать, чтобы найти вокруг Млечного Пути и галактики могут ли принести свои спутники на орбиту нашей собственной-ключевой прогнозирование наиболее популярная модель темной материи.

Подсказки галактической иерархии

Ответ на последний вопрос, как представляется, будет громкое «да».

Возможность выявления иерархии спутниковых галактик впервые возник несколько лет назад, когда дес обнаружены более спутниковых галактик в окрестности Большого Магелланова Облака, чем можно было бы ожидать, если эти спутники были случайным образом распределены по всему небу. Эти наблюдения особенно интересны, сказал Надлер, в свете измерения Гайи, который показал, что шесть из этих галактик-спутников упали в Млечном Пути с ЛКМ.

Для более детальной проработки спутников ОБК, Надлер и команда проанализировали компьютерного моделирования миллионов возможных вселенных. Эти модели, первоначально работать по ЯО Юань Мао, бывший аспирант Векслера, который сейчас находится в Университете Ратгерс, модель формирования структуры темной материи, которая пронизывает Млечный Путь, включая детали, такие как небольшие сгустки темной материи в Млечном Пути, который, как ожидается, пройдет галактик-спутников. Для подключения темная материя до формирования галактики, ученые использовали гибкую модель, которая позволяет учитывать неопределенности в современное понимание образования галактик, в том числе отношения между яркость галактик и масса темной материи сгустки, в течение которого они образуют.

Усилия возглавляемой другим в команде, в том числе бывший KIPAC студентов Алекс Drlica-Вагнер, Уилсон научный сотрудник лаборатории Ферми и профессор астрономии и астрофизики в Университете Чикаго, и Кит Bechtol, доцент кафедры физики в Университете Висконсин-Мэдисон и их пособников произвел решающую заключительный шаг: модели спутниковых галактик, скорее всего, видно по прогнозам экономистов, учитывая, где они находятся на небе, а также их яркость, размер и расстояние.

Эти компоненты в стороны, команда провела свою модель с широким диапазоном параметров и искал симуляторы, в которых ЛМК объекты попадали в гравитационное поле Млечного Пути как галактики. Сравнивая эти случаи с галактического наблюдения, они могли бы вывести целый ряд астрофизических параметров, включая количество галактик-спутников должны увязался с ЛКМ. Результаты, сказал Надлер, согласуются с наблюдениями Гайя: в настоящее время шесть галактик-спутников должны быть обнаружены в непосредственной близости от ЛКМ, движущихся с примерно правильный скоростями и примерно в тех же местах, что астрономы ранее замечено. Моделирование также предположил, что ЛМК впервые обратились в Млечном Пути около 2,2 млрд. лет назад, в соответствии с высокоточных измерений движения ЛКМ от космического телескопа «Хаббл».

Галактик еще не виданные

В дополнение к ЛКМ выводы, команда также поставить ограничения на связи между темной материи Гало и структура галактики. Например, в симуляции, которая наиболее близко соответствует истории Млечного Пути и ЛКМ, маленьких галактик астрономы могли наблюдать, если есть звезды с суммарная масса около сотни солнц, и примерно в миллион раз больше темной материи. По данным экстраполяции модели, ни малейшего галактик, которые когда-либо могли быть соблюдены в гало до сотни раз менее массивны, чем.

И там может быть больше открытий впереди: если расчеты верны, — сказал Надлер, есть около 100 спутниковых галактик, более чем вдвое превышает количество уже обнаружен-парящий вокруг Млечного Пути. Открытие этих галактик поможет подтвердить модель исследователей о связи между темной материей и формирования галактик, сказал он, и накладывают более жесткие ограничения на природу темной материи.

Исследование совместных усилий в темных энергетического обследования, возглавляемая Млечный Путь рабочей группы при активном участии, начиная с младших членов, включая Сидни МАУ, студентом Чикагского университета, и Митч McNanna, аспирант Висконсинского университета в Мадисоне. Исследование было поддержано Национальным научным фондом аспирантуре, в департамент Министерства энергетики науки через ускорителе SLAC и Стэнфордского университета.

сделать разницу: спонсорские возможности