Tamna tvar čini otprilike 85% ukupne materije u svemiru. Za razliku od obične materije, koja apsorbira, reflektira i emitira svjetlost, tamna tvar se ne može izravno vidjeti, što znatno otežava njezino otkrivanje. Postojanje tamne tvari zaključujemo na temelju njezinih gravitacijskih učinaka na vidljivu materiju, odnosno na materijal iz kojeg su sačinjene zvijezde, planeti i drugi objekti u kosmosu.
Galaksije se sastoje od ove dvije vrste materijala: tamna tvar je raspoređena u obliku haloa, ogromnih struktura koje okružuju galaksije, dok se obična materija primarno nalazi u središnjim područjima gdje su smještene većina zvijezda.
Tradicionalna opservacijska istraživanja evolucije galaksija uglavnom su se fokusirala na ulogu obične materije, iako ona predstavlja samo manji dio ukupne mase galaksije. Desetljećima su postojale teoretske pretpostavke o utjecaju koji bi tamna tvar trebala imati na evoluciju galaksija. Međutim, unatoč brojnim naporima, do sada nije postignut jasan konsenzus po tom pitanju.
Utjecaj tamne tvari
Sada je istraživački tim Instituta za astrofiziku Kanarskih otoka (IAC) uspio, prvi put putem opservacijskih podataka, potvrditi utjecaj tamne tvari na evoluciju galaksija.
“Laura Scholz Díaz, predoktorska istraživačica u IAC-u i glavna autorica studije, ističe: “Tamna tvar ima očigledan utjecaj na galaksije, što možemo izmjeriti, ali utjecaj na evoluciju galaksija koji smo otkrili nešto je što je prethodno bilo teoretski predloženo, iako do sada nismo imali metodu za njegovo opservacijsko istraživanje.”
Za proučavanje utjecaja tamne tvari, tim se usredotočio na razliku između mase zvijezda u galaksiji i mase koja se može izvesti iz njezine rotacije, poznate kao ukupna dinamička masa. Istraživanje je pokazalo da dobi zvijezda, njihov metalni sadržaj, morfologija, kutni moment i brzina formiranja zvijezda ovise ne samo o masi tih zvijezda, već i o ukupnoj masi, uključujući komponentu tamne tvari koja odgovara procijenjenoj masi haloa.
Ponašanje zvijezdinih populacija ovisno o količini tamne tvari
“Ignacio Martín Navarro, istraživač u IAC-u i suautor studije, dodaje: “U galaksijama s jednakim masama zvijezda, njihove zvjezdane populacije se ponašaju različito ovisno o tome sadrži li njihov halo više ili manje tamne tvari. Drugim riječima, evolucija galaksije, od njezinog nastanka do danas, mijenja se ovisno o halo u kojem se nalazi. Ako ima masivniji ili manje masivni halo, to će utjecati na evoluciju galaksije tijekom vremena, što će se odraziti na svojstva zvijezda unutar nje.”
U budućnosti, tim planira izvršiti mjerenja zvjezdanih populacija na različitim udaljenostima od središta galaksije kako bi utvrdio održava li se ova zavisnost o halo tamne tvari na svojstva zvijezda na svim radijusima. Sljedeći koraci u istraživanju omogućit će proučavanje veze između haloa tamne tvari i strukture velikih skala svemira.
Kozmička mreža
Halo tamne tvari nije izoliran fenomen; on je međusobno povezan filamentima koji čine dio strukture velikih razmjera, zvane kozmička mreža, ističe Scholz. “Izgleda da masa haloa utječe na svojstva galaksije, no moguće je da je to također posljedica položaja koji halo zauzima unutar kozmičke mreže. U budućim istraživanjima planiramo dublje istražiti kako ova struktura velikih razmjera utječe na naše razumijevanje,” objašnjava ona.
Ovo istraživanje se oslanja na analizu 260 galaksija, dio međunarodnog projekta CALIFA (Calar Alto Legacy Integral Field Area).
“Projekt CALIFA pruža spektralne informacije i omogućuje dosad neviđenu prostornu analizu galaksija,” izjavio je suautor Jesúsa Falcóna Barrosa. “Galaksije su promatrane pomoću visokorezolucijske tehnike, što nam je omogućilo detaljno mjerenje njihovih kinematičkih karakteristika. To nam je zauzvrat omogućilo precizno analiziranje kretanja zvijezda te zaključivanje o ukupnim masama galaksija.”
Rezultati ovog istraživanja objavljeni su u prestižnom časopisu Nature Astronomy.
Pozdrav svima! Hvala što čitate Kozmos.hr! Ja sam Ivan i dugi niz godina pišem o svermiu, astronomiji, znanosti, povijesti i arheologiji, a imao sam priliku sudjelovati i u dokumentarcima Science Discovery-ja te History Channel-a.
