Olhe para uma galáxia, o que você vê? Provavelmente muitas estrelas. E enterrado entre essas estrelas, se você olhar com bastante atenção, poderá encontrar planetas, buracos negros, anãs brancas, asteróides e todos os tipos de probabilidades e fins variados. O ambiente galáctico usual.
O que você não vê é o que é a maior parte dessa galáxia realmente feito de. Você não veria o invisível, o oculto. Você não veria a maior parte dessa massa galáctica. Você não veria a matéria escura.
Dark Matters Most
A matéria escura é uma forma hipotética de matéria, e nessa hipótese você está nadando nela agora. Tanto quanto podemos dizer, com base em décadas de observações cuidadosas e meticulosas de tudo, desde o movimento de estrelas dentro de galáxias até o movimento de galáxias dentro de aglomerados, até os primeiros momentos do big bang e o crescimento da estrutura em todo o universo (isto é, , trabalhamos muito duro nisso), nosso cosmos não é o que parece à superfície.
O principal resultado: a maioria das matérias-primas em nosso universo simplesmente não interage com a luz. Seu nome usual é "matéria escura", mas um nome melhor pode ser invisível importam. Não sabemos exatamente o que é (ainda estamos trabalhando nessa parte), mas a matéria escura parece ser algum tipo de partícula microscópica que inunda todas as galáxias, imbuindo-as de massa extra. Como essa matéria escura não interage com a luz, ela não tem nada a ver com a força eletromagnética, o que significa que simplesmente passa pela matéria normal sem perceber ou se importar nem um pouco.
O Peso do Nada
Tão poderosa quanto essa matéria escura é em termos de explicar problemas profundos e desconcertantes do universo, ela tem algumas fraquezas. Mais notavelmente, quando os astrofísicos realizam simulações em computador do crescimento de galáxias - rastreando sua formação e evolução ao longo de bilhões de anos usando toda a física conhecida que faz da galáxia uma galáxia - eles descobrem que a matéria escura tende a realmente, realmente se agrupam em densidades obscenamente altas no centro daquelas galáxias.
Essa é uma previsão excelente e simples por si só, mas não combina com as observações. Embora não possamos ver diretamente a matéria escura (lembre-se: invisível), podemos ver seus efeitos em todo o resto, incluindo a matéria normal. A matéria escura pode não jogar o jogo eletromagnético, mas fala com a gravidade, porque a gravidade é super amigável e é capaz de falar com todos os fragmentos de massa e energia em todo o universo.
Portanto, se você encher uma galáxia de matéria escura, e a matéria escura tende a se aglomerar muito no centro, haverá muitas peso no centro da galáxia, atraindo o gás circundante. À medida que o gás se comprime no núcleo, ele encolhe e colapsa, desencadeando eventos maciços de formação de estrelas, lançando ninhadas de novas estrelas.
Em outras palavras, os núcleos das galáxias devem ter pilhas e pilhas moleculares de gás e estrelas. E embora os centros galácticos sejam lugares muito ricos, eles não são aquele rico.
A conclusão de que a previsão banal sobre o comportamento da matéria escura nos núcleos galácticos não é a história completa. Como temos muitas outras boas razões para acreditar que a matéria escura é uma coisa, a questão é: o que a expulsa do núcleo?
Agitando as coisas
Dê a dez física teórica um problema e eles apresentarão uma dúzia de soluções. E no caso da "cuspiness" dos núcleos de matéria escura, eles conseguiram apresentar todo tipo de explicações divertidas. Talvez a matéria escura seja mais exótica do que pensávamos, capaz de interagir levemente consigo mesma através de uma nova quinta força da natureza, suavizando-se no âmago. Talvez a matéria escura seja apenas um pouco naturalmente quente e enérgica, e tenha dificuldade em se agrupar no centro.
Por mais legais que sejam essas opções, talvez a explicação seja algo mais mundano. A matéria escura pode influenciar o comportamento da matéria normal através da gravidade, e o mesmo acontece ao contrário. Embora substancialmente menos volumoso do que seus pares escuros, a matéria regular do nosso universo pode puxar, puxar e espalhar todo o resto, mesmo que seja um pouquinho.
Recentemente, uma equipe de astrônomos estudou várias populações de galáxias anãs, onde a ligação entre a matéria escura e a matéria normal poderia ser mais facilmente examinada. Eles usaram essas amostras para procurar relações entre a formação de estrelas e a densidade central. Nesse cenário, se uma galáxia experimentou muitas formações estelares recentes, provocando ventos explosivos de supernovas e outras explosões temperamentais, isso expulsaria muita matéria normal do núcleo, e a gravidade faria isso e extrairia parte da matéria escura junto com as coisas normais.
O estudo encontrou um resultado intrigante: as galáxias anãs com muita formação estelar recente (sendo "recente" nos últimos seis bilhões de anos)) tinham densidades centrais mais suaves, enquanto seus irmãos menos ativos eram muito mais atraentes em seus centros, favorecendo a hipótese de que a matéria normal pode de fato influenciar a escuridão. Embora isso não resolva completamente o enigma da natureza da matéria escura, é um passo substancial adiante.
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