Crédito da imagem: U de Chicago
Astrofísicos liderados por Andrey Kravtsov, da Universidade de Chicago, resolveram uma contradição embaraçosa entre uma teoria preferida de como as galáxias se formam e o que os astrônomos veem em seus telescópios.
Os astrofísicos baseiam sua compreensão de como as galáxias se formam em uma extensão da teoria do big bang chamada teoria da matéria escura fria. Nesta última teoria, pequenas galáxias colidem e se fundem, induzindo explosões de formação de estrelas que criam os diferentes tipos de galáxias massivas e brilhantes que os astrônomos veem no céu hoje. (A matéria escura leva o nome da idéia de que 85% da massa total do universo é feita de matéria desconhecida, invisível aos telescópios, mas cujos efeitos gravitacionais podem ser medidos em galáxias luminosas.)
Essa teoria se encaixa em alguns dados importantes que os astrofísicos coletaram nos últimos anos. Infelizmente, quando os astrofísicos fizeram simulações de supercomputadores há vários anos, eles acabaram com 10 vezes mais satélites de matéria escura - grupos de matéria escura que orbitam uma grande galáxia - do que esperavam.
? O problema é que as simulações não correspondem às observações das propriedades da galáxia? disse David Spergel, professor de astrofísica na Universidade de Princeton. "O que o trabalho de Andrey representa é uma solução muito plausível para esse problema."
Kravtsov e seus colaboradores encontraram a solução potencial em novas simulações de supercomputadores que descreverão em um artigo que será publicado na edição de 10 de julho do Astrophysical Journal. "A solução para o problema provavelmente está na maneira como as galáxias anãs evoluem", Kravtsov disse, referindo-se às pequenas galáxias que habitam as margens das grandes galáxias.
Em geral, os astrofísicos acreditam que a formação de galáxias anãs muito pequenas deve ser suprimida. Isso ocorre porque o gás necessário para a formação contínua de estrelas pode ser aquecido e expulso pela primeira geração de estrelas explosivas de supernovas. Além disso, a radiação ultravioleta de galáxias e quasares que começaram a encher o universo há aproximadamente 12 bilhões de anos aquece o gás intergalático, interrompendo o fornecimento de gás fresco às galáxias anãs.
Nas simulações, Kravtsov, juntamente com Oleg Gnedin, do Instituto de Ciência do Telescópio Espacial, e Anatoly Klypin, da Universidade Estadual do Novo México, descobriram que algumas das galáxias anãs que hoje são pequenas hoje são mais massivas no passado e podem coletar gravitacionalmente o gás que usam. precisa formar estrelas e se tornar uma galáxia.
"Os sistemas que hoje parecem bastante fracos e anêmicos podem, em seus dias de glória, formar estrelas por um período relativamente breve", Disse Kravtsov. "Após um período de rápido crescimento de massa, eles perderam a maior parte de sua massa quando experimentaram fortes forças de maré da galáxia hospedeira e de outras galáxias ao seu redor."
Esse galáctico? Canibalismo? persiste ainda hoje, com muitos dos? canibalizados? galáxias anãs se tornando satélites orbitando na atração gravitacional de galáxias maiores.
“Assim como os planetas do sistema solar que rodeiam o Sol, nossa galáxia da Via Láctea e seu vizinho mais próximo, a galáxia de Andrômeda, estão cercados por cerca de uma dúzia de anões fracos. galáxias ,? Disse Kravtsov. "Esses objetos foram atraídos pela atração gravitacional da Via Láctea e Andrômeda há algum tempo, durante sua evolução."
As simulações foram bem-sucedidas onde outras falharam porque a equipe de Kravtsov analisou simulações espaçadas no tempo em alta resolução. Isso permitiu à equipe acompanhar a evolução de objetos individuais nas simulações. ? Isso é bastante difícil e geralmente não é feito em análises de simulações cosmológicas. Mas, neste caso, foi a chave para reconhecer o que estava acontecendo e obter o resultado? Disse Kravtsov.
O resultado coloca o cenário de matéria escura fria em terreno mais sólido. Os cientistas tentaram modificar os principais princípios do cenário e as propriedades das partículas de matéria escura para eliminar a discrepância flagrante entre teoria e observação de galáxias anãs. ? Acontece que as modificações propostas introduziram mais problemas do que resolveram? Disse Kravtsov.
As simulações foram realizadas no Centro Nacional de Aplicações de Supercomputadores da Universidade de Illinois em Urbana-Champaign, com bolsas da National Science Foundation e da National Aeronautics and Space Administration.
Fonte original: Comunicado de imprensa da Universidade de Chicago
