O coração dessa galáxia solitária está cheio de matéria escura
Isolada por bilhões de anos, uma galáxia com mais matéria escura em seu núcleo do que o esperado foi identificada por astrônomos usando dados do Chandra X-ray Observatory da NASA.
A galáxia, conhecida como Markarian 1216 (abreviada como Mrk 1216), contém estrelas que estão dentro de 10% do universo – isto é, quase tão antiga quanto o próprio universo. Os cientistas descobriram que ela passou por uma evolução diferente das galáxias típicas, tanto em termos de suas estrelas quanto a matéria escura invisível, através da gravidade, mantém a galáxia unida. A matéria escura é responsável por cerca de 85% da matéria no universo, embora tenha sido apenas indiretamente detectada.
Mrk 1216 pertence a uma família de galáxias de formato elíptico que são mais densamente repletas de estrelas em seus centros do que a maioria das outras galáxias. Eles têm os astrónomos pensam que você para baixo de avermelhado, galáxias compactos chamados “nuggets de rede” que se formaram Sobre um bilhão de anos após o Big Bang, mas depois de um impasse em seu crescimento Cerca de 10 bilhões de anos atrás.
Se esta explicação estiver correta, então a matéria escura em Mark 1216 e seus primos galácticos também devem estar bem compactados. Para testar ESTA pensamento, pela primeira vez, um par de astrônomos estudou o brilho de raios-X e temperatura do gás quente a diferentes distâncias do centro de Mc 1216, para que pudessem “pesar” como existe muita matéria escura no meio da galáxia.
“Quando comparamos os dados do Chandra aos nossos modelos de computador, encontramos uma concentração muito mais forte de matéria escura foi exigido do que encontramos em outras galáxias de uma massa geral similar”, disse David Buote da Universidade da Califórnia em Irvine. “Isto diz-nos a história de Mc 1216 é muito diferente da galáxia típica. Essencialmente todas suas estrelas e matéria escura há muito tempo foi montado com pouco adicionados nos últimos 10 bilhões de anos.”
De acordo com o novo estudo, uma esfera de halo, ou fuzzy, de matéria escura se formou em torno do centro de Mrk 1216, cerca de 3 ou 4 bilhões de anos após o big bang. Espera-se que este halo se estenda a uma região maior que as estrelas da galáxia. A formação de tal galáxia de pepitas de rede era típica de uma ampla gama de galáxias elípticas vistas hoje. No entanto, ao contrário de Mrk 1216, a maioria das galáxias elípticas gigantes continuaram a crescer progressivamente quando galáxias menores se fundiram com elas ao longo do tempo cósmico.
“As velhas idades e densa concentração das estrelas em galáxias elípticas compactas como Mc 1.216, vistas relativamente perto de nós, forneceu a primeira evidência chave que eles são os descendentes dos nuggets vermelho vistas a grandes distâncias”, disse o co-autor Aaron Barth, também do Universidade da Califórnia em Irvine. “Achamos que o tamanho compacto da auréola da matéria escura está aqui no caso.”
Anteriormente, os astrônomos estimaram que o buraco negro supermassivo em Mrk 1216 é mais massivo que o esperado para uma galáxia de sua massa. Este estudo mais recente, no entanto, concluiu que o buraco negro é susceptível de pesar menos de cerca de 4 bilhões de vezes a massa do sol. Isso parece muito, mas pode não ser extraordinariamente massivo para uma galáxia do tamanho de Mrk 1216.
Os autores também procuraram sinais de explosões do buraco negro supermassivo no centro da galáxia. Eles viram indícios de cavidades no gás quente semelhantes aos observados em outras galáxias e aglomerados de galáxias maciças como Perseus, mas mais dados são necessários para confirmar sua presença.
Os dados do Mrk 1216 também fornecem informações úteis sobre a matéria escura. Como a matéria escura nunca foi diretamente observada, alguns cientistas questionam se ela existe. No estudo, Barth Interpretado Buote e os dados do Chandra usando o padrão Ambos, os modelos “newtoniana” de gravidade e uma teoria alternativa como dinâmica newtoniana modificados conhecidos, ou “MOND” projetado para remover a necessidade de matéria escura em galáxias típicas. Os resultados mostraram que ambas as teorias da gravidade exigiam a mesma quantidade extraordinária de matéria escura no centro de Mrk 1216, eliminando efetivamente a necessidade da explicação do MOND.
“No futuro, esperamos ir além e estudar a natureza da matéria escura”, disse Buote. “O acúmulo denso de matéria escura no meio do Mc 1216 pode fornecer um teste interessante para as teorias não-padrão que predizem a matéria escura menos central concentrado, como por partículas de matéria escura que interagem uns com os outros por um adicional de outros meios que não a gravidade. “
Um artigo descrevendo esses resultados apareceu na edição de 1º de junho de 2019 do The Astrophysical Journal.
Publicadom em 04/06/2019
Artigo original em: https://phys.org/news/2019-06-heart-lonesome-galaxy-brimming-dark.html