Какова связь между звездами, темной материей и горячим газом
Астрофизики изучают 41 близлежащие скопления галактик, чтобы выявить связи между горячим газом, темной материей и звездами. Сумма звезд и газа в скоплениях является фиксированной долей массы темной материи.
Согласно Стандартной модели физики элементарных частиц, обычная материя - это сильно сгруппированные материалы нашей Вселенной, в то время как природа темной материи остается неуловимой.
Но как эти два компонента связаны друг с другом с точки зрения космического времени и пространственных масштабов? Поиск ответа на этот вопрос может помочь ученым понять формирование галактик, поведение темной материи и другую новую физику.
Астрономы изучали скопления галактик - самые большие объекты в нашей вселенной - в течение многих лет. Эти скопления содержат около 1000 больших галактик, состоящих из горячего газа, темной материи и «обычной материи», такой как более холодный газ и звезды.
Недавно группа астрофизиков во главе с Университетом Бирмингема и Мичиганским университетом раскрыла связь между тремя основными компонентами скопления галактики: горячим газом, темной материей и звездами. Они использовали данные, полученные из LoCuSS (сокращение от Local Cluster Substructure Survey) для измерения этих соединений.
Антикорреляция горячих и холодных барионов
Исследователи работают над этим проектом в течение 12 лет, собирая данные с различных космических и наземных телескопов. Они использовали передовые статистические модели и алгоритмы, чтобы сделать вывод, что сумма звезд и газа в скоплениях является фиксированной долей массы темной материи. Это указывает на то, что количество горячего газа уменьшается пропорционально образованию звезд.
Во Вселенной определенное количество вещества разрушается, образуя скопления галактик. Вы можете увидеть эти кластеры как «закрытые контейнеры». После образования этих скоплений горячий газ либо остается в виде газа, либо образует звезды, но общее количество остается постоянным.
В этом исследовании исследователи проанализировали 41 близлежащих скоплений галактик, чтобы определить антикоррелированное поведение между массой в горячем газе и массой в звездах. Вместе эти 2 измерения обеспечивают наиболее точную массу всей системы.
«Расчеты закладывают основу для точной науки с скоплениями галактик». - Алексей Финогуенов, член исследовательской группы.
Обнаружение антикорреляции указывает на то, что большие скопления галактик сохраняют близкие к смеси темной материи и барионов. Это открытие может подкрепить расширенную кластерную космологию из анализа образцов на разных длинах волн.
Полученные результаты помогут ученым изучить характеристики вселенной в целом и лучше понять природу темной материи и раскрыть давнюю загадку расширения вселенной.