Vědci objevili sousední galaxii plnou temné hmoty

30/09/2022 Iveta Mauci 3 min read 353 Zobrazení Galaxie, sousední galaxie, temná hmota, vesmír

Malá satelitní galaxie (zelená koule vlevo dole) Mléčné dráhy – nazvaná Sagittarius – byla pozorována ze Země prostřednictvím obřích laloků gama záření (neboli Fermiho bubliny, fialové oblasti pod a nad galaxií). Ačkoli je Střelec napěchovaný temnou hmotou, je nepravděpodobné, že by to byla příčina pozorované emise.

Vědci použili gama záření k detekci malé sousední galaxie

Podle nové studie nedávno publikované v časopise Nature Astronomy, objevil mezinárodní tým výzkumníků, malou satelitní galaxii Mléčné dráhy naplněnou temnou hmotou, ale její emise jsou pravděpodobně důsledkem milisekundových pulsarů vystřelujících kosmické částice, napsal SciTechDaily.

Střed naší galaxie vyfukuje pár obrovských bublin gama záření o délce 50 000 světelných let (purpurové struktury na obrázku výše). Tento jev ve tvaru přesýpacích hodin byl pozorován pomocí Fermiho gama kosmického dalekohledu zhruba před deseti lety, ale jeho původ zůstal záhadou.

Tyto radiační laloky jsou známé jako Fermiho bubliny a jsou pokryty několika záhadnými substrukturami velmi jasné emise gama záření. Fermiho kokon, jedna z nejjasnějších oblastí v jižním laloku (zvětšený na obrázku níže), byl kdysi považován za výsledek předchozích výbuchů ze supermasivní černé díry v galaxii.

Mezinárodní tým výzkumníků vedený bývalým výzkumníkem projektu Kavliho institut pro fyziku a matematiku vesmíru (Kavli IPMU) Oscarem Maciasem a docentem Australské národní univerzity Rolandem Crockerem, včetně Kavliho. Návštěvníci IPMU Shunsaku Horiuchi a Shin’ichiro Ando analyzovali data z vesmírných teleskopů GAIA a Fermi, aby odhalili, že Fermiho kokon je ve skutečnosti způsoben emisí z trpasličí galaxie Sagittarius.

Obrázek 2. Gama snímek Fermiho bublin (modrá) překrytý na mapě hvězd RR Lyrae (červená) pozorovaných dalekohledem GAIA.
Tvar a orientace trpaslíka Sagittarius (Sgr) dokonale odpovídá Fermiho kokonu – jasné substrukturě záření gama v jižní části Fermiho bublin.
To je silný důkaz, že Fermiho kokon je způsoben energetickými procesy probíhajícími v souhvězdí Střelce, který se z našeho pohledu nachází za Fermiho bublinami.

Tato satelitní galaxie Mléčné dráhy je vidět přes Fermiho bubliny z naší pozice na Zemi (obrázek 1). Díky své těsné oběžné dráze kolem naší Galaxie a předchozím průchodům galaktickým diskem ztratil většinu svého mezihvězdného plynu a mnoho jeho hvězd bylo vytrženo z jádra do protáhlých proudů.

Vzhledem k tomu, že souhvězdí Střelce bylo v klidu – bez plynu a bez hvězdných jeslí – existovalo jen několik možností vysvětlení pro jeho emisi gama záření, včetně: 1) populace neznámých milisekundových pulsarů nebo 2) anihilací temné hmoty.

Milisekundové pulsary jsou pozůstatky určitých typů hvězd, podstatně hmotnějších než Slunce, které se nacházejí v blízkých binárních systémech, ale nyní vystřelují kosmické částice v důsledku jejich extrémních rotačních energií. Elektrony vypálené milisekundovými pulsary se srazí s nízkoenergetickými fotony kosmického mikrovlnného pozadí, které je pohání k vysokoenergetickému záření gama.

Vědci prokázali, že zámotek gama záření lze vysvětlit milisekundovými pulsary u trpasličí planety Střelce, a proto odmítli vysvětlení temné hmoty.

Jejich objev vrhá světlo na milisekundové pulsary jako účinné urychlovače vysoce energetických elektronů a pozitronů a také naznačuje, že podobné fyzikální procesy by mohly probíhat i v jiných trpasličích satelitních galaxiích Mléčné dráhy.

„To je důležité, protože výzkumníci temné hmoty dlouho věřili, že pozorování gama paprsků z trpasličího satelitu, by bylo znamením kouřící zbraně pro zničení temné hmoty.“

„Naše studie si vynucuje přehodnocení schopností vysokoenergetických emisí klidových hvězdných objektů, jako jsou trpasličí sféroidní galaxie, a jejich role jako hlavních cílů pro hledání anihilace temné hmoty,“ řekl Macias.

Zdroj: SciTechDaily