& Astrophysics.
Вокруг крупных галактик, подобных Млечному пути, эти субгало из темной материи являются достаточно крупными для того, чтобы собрать достаточно много газа и пыли и сформировать отдельные небольшие галактики, известные как галактики-спутники. При столкновениях таких галактик с родительской галактикой происходит вспышка звездообразования.
Вокруг карликовых галактик также находятся субгало из темной материи, однако масса этих образований недостаточно велика для формирования из них самостоятельных галактик, поэтому их в настоящее время невозможно увидеть в телескоп.
Однако в новом исследовании ученым во главе с Лорой Сейлз из Калифорнийского университета, США, удалось на теоретической модели взаимодействия карликовой галактики с её субгало из темной материи показать, что при приближении субгало из темной материи к карликовой родительской галактике происходит сжатие газа родительской галактики под действием гравитации и наблюдается вспышка звездообразования, подобная той, что происходит в случае крупных галактик и их спутников. Эти вспышки звездообразования продолжаются в течение нескольких миллиардов лет, в зависимости от массы, орбиты «темного спутника» и концентрации темной материи в нем.
Согласно этому сценарию, большая часть карликовых галактик, которые мы наблюдаем сегодня, должна формировать звезды со значительно большей скоростью, чем ожидалось ранее – или испытывать вспышку звездообразования – что подтверждается данными наблюдений.
Astronews, 3 марта 2016
http://www.astronews.ru/cgi-bin/mng.cgi?page=news&news=8285
Журнал Astronomy & Astrophysics, 2016
Лора Сейлз из Калифорнийского университета, США
Глава 11-5-2
Астрономы разрешили проблему недостатка карликовых галактик около Млечного Пути
Сентябрь 2016
Астрономы создали одну из наиболее детальных компьютерных моделей зарождения галактики, подобной Млечному Пути. Она помогла разрешить проблему недостатка наблюдаемых карликовых галактик в местной группе. Статья ученых опубликована в журнале The Astrophysical Letters, кратко о ней рассказывает пресс-релиз на сайте Калифорнийского технологического института.
Согласно старым моделям происхождения Млечного Пути, наша галактика должна быть окружена тысячами карликовых галактик, состоящих из нескольких миллиардов звезд. В действительности же ученым на сегодняшний день удалось обнаружить всего лишь около пятидесяти таких объектов в местной группе. Ранее исследователи предполагали, что в их расчетах есть неточность, так как они не до конца понимают природу темной материи, которая вместе с темной энергией составляет около 95 процентов наблюдаемой Вселенной. Однако в новая симуляция американских астрономов показывает, что проблема была не в «скрытой» материи.
В своей работе исследователи учли множество дополнительных сил, связанных с влиянием звезд на нашу галактику и ее окрестности. Кроме обычных компонентов, вроде водородного газа или темной материи, они добавили в модель давление электромагнитного излучения, фотоионизацию и фотоэлектрический нагрев частиц межзвездной пыли, звездный ветер, коллапс звездных ядер и рождение сверхновых типа Ia в результате взрывов белых карликов.
В итоге исследователям удалось получить в моделировании галактику с массой, приблизительно равной массе Млечного Пути (7×1010 масс Солнца), вокруг которой существует «правильное» число карликовых галактик. Как оказалось, что взрывы сверхновых оказались способны оказывать значительное влияние на материал, из которого формируются звезды, и на карликовые галактики. Создаваемый ими звездный ветер вполне может разрушить молодые карликовые галактики еще до наступления их зрелости, «выдувая» из них звезды и газ.
Симуляция охватывает период с момента спустя 100 миллионов после рождения Вселенной (z = 30) и до наших дней (z = 0).
В дальнейшем исследователи планируют продолжить работу над моделью. Они надеются предсказать, сколько самых маленьких и тусклых галактик ученым еще предстоит открыть.
Космологические симуляции представляют собой программу, которой задается начальное состояние некоторого количества частиц и законы их поведения. После этого она предоставляется сама себе и рассчитывает свойства и взаимодействие этих частиц во времени. Каждый элемент такой модели может быть звездой, галактикой, участком темной материи конкретной массы или просто неким объемом Вселенной ограниченного размера. Симуляции очень удобны для объяснения процессов, происходящих в космосе, и для их детального изучения на компьютере.
nplus1.ru, 13 сентября 2016, Кристина Уласович
https://nplus1.ru/news/2016/09/13/milky-way-simulation
Журнал The Astrophysical Letters, 2016
http://iopscience.iop.org/article/10.3847/2041-8205/827/2/L23/meta;jsessionid=ED9503A1C91789FACE9D89847F74B999.c2.iopscience.cld.iop.org
Глава 11-5-3
Новые наблюдательные данные бросают вызов гипотезе темной материи
Сентябрь 2016
В конце 70-х астрономы Вера Рубин и Альберт Бозма независимо друг от друга нашли, что спиральные галактики вращаются почти с постоянной скоростью: линейные скорости звезд и газа, находящихся внутри галактики, почти не уменьшаются с увеличением радиуса, как следовало бы ожидать, исходя из законов Ньютона и распределения видимой материи, а вместо этого остаются постоянными. Такие «кривые плоского вращения» обычно связывают с наличием невидимой темной материи, окружающей галактики и дающей им дополнительное гравитационное связывание. Исследование опубликовано в журнале Physical Review Letters.
Команда исследователей во главе со Стейси МакГауф, заведующей кафедрой астрономии Университета Кейс Вестерн Резерв, США, нашла новые соотношения для спиральных и неправильных галактик: ускорение, наблюдаемое на кривых вращения, тесно коррелирует с гравитационным ускорение, ожидаемым, исходя из наличия в галактике только видимой материи.
Эти находки подтверждаются для 153 спиральных и неправильных галактик, от гигантских до карликовых, с массивными центральными балджами или вовсе без таковых. Соотношения остаются справедливыми как в случае галактик, состоящих в основном из звезд, так и в случае галактик, состоящих в основном из газа.
Независимый астрофизик Дэвид Меррет из Рочестерского технологического института, США, рецензировавший это исследование, сказал, что эти находки могут привести к новому пониманию внутренней динамики галактик.
astronews.ru, 22 сентября 2016
http://www.astronews.ru/cgi-bin/mng.cgi?page=news&news=8923
Журнал Physical Review Letters. 2016
Стейси МакГауф, заведующая кафедрой астрономии Университета Кейс Вестерн Резерв, США
Глава 11-5-4
Ультрафиолетовый фон Вселенной объясняет проблему нехватки небольших галактик
Март 2017
Астрономы разработали способ обнаружения ультрафиолетового фона Вселенной, который может объяснить, почему в космосе так мало небольших галактик. Ультрафиолетовое излучение невидимо, но оно проявляется как видимый красный свет, когда взаимодействует с газом.
Международная команда исследователей, возглавляемая Университетом Дарема, нашла способ измерить излучение с помощью наземных инструментов. Ученые заявляют, что их метод может быть использован для анализа эволюции ультрафиолетового фона и отображения того, как и когда он подавлял образование мелких галактик. Кроме того, новое исследование должно помочь в создании более точной модели развития Вселенной.
Ультрафиолетовое излучение – тип излучения (так же испускаемый нашим Солнцем), встречающийся во Вселенной повсеместно. Оно лишает более мелкие галактики газа, который необходим для образования звезд. Считается, что ультрафиолетовое излучение является причиной отсутствия у крупных галактик, подобных нашему Млечному пути, большого количество небольших галактик-компаньонов.
Моделирование показывает, что во Вселенной должно быть значительно больше мелких галактик, но ультрафиолетовое излучение остановило их развитие. Большие галактики смогли противостоять этому космическому обстрелу из-за толстых газовых облаков, окружающих их.
«Массивные и сверхмассивные черные дыры производят огромное количество ультрафиолетового излучения, накапливая ультрафиолетовый фон. Ультрафиолет возбуждает газ во Вселенной, заставляя его испускать красный свет так же, как газ внутри люминесцентной лампы «создает» видимый свет. Наше исследование показало, что у нас теперь есть возможность измерять и отображать ультрафиолетовое излучение, используя инструмент MUSE на Очень Большом Телескопе ESO в Чили, что поможет нам в дальнейшем совершенствовать модели образования галактик, узнавать больше об эволюции Вселенной и о том, почему так мало небольших галактик», – сказал Мишель Фумагалли, ведущий автор исследования из Института вычислительной космологии при Университете Дарема (Англия).
Кроме того, новый метод поможет ученым более точно определять температуру космического газа. «Ультрафиолетовое излучение нагревает газ до температуры выше, чем поверхность Солнца. Из такого горячего газа не могут рождаться звезды в небольших галактиках. Это объясняет, почему во Вселенной так мало малых галактик, а также почему у нашего Млечного Пути небольшое количество спутников», – заключил Том Теунс, соавтор исследования из Института вычислительной космологии при Университете Дарема.