Teadus ja tulevik

Selgub, et galaktikad saavad eksisteerida ka ilma tumeaineta

Väikeste ja suuremate galaktikate kokkupõrkes võivad suuremad galaktikad väiksematest tumeaine eemaldada.Foto: Shutterstock

Rubriiki toetab

  • TalTechi Arengufond kutsub:
  • toeta Ukraina tudengite õpet.
  • Anneta siin!

Värskes uuringus kirjeldas California ülikooli, Irvine’i ja Pomona kolledži astrofüüsikute juhitud rahvusvaheline meeskond, kuidas väikeste ja suuremate galaktikate kokkupõrkes võivad suuremad galaktikad väiksematest tumeaine eemaldada. See selgitab seda, mida kunagi peeti võimatuks – galaktikad saavad eksisteerida ka ilma tumeaineta, kirjutab sciencedaily.com.

Astrofüüsikud Shany Danieli ja Pieter van Dokkum Princetoni ja Yale’i ülikoolidest jälgisid 2018. aastal kahte galaktikat, mis näisid eksisteerivat ilma suurema koguse tumeaineta. “Ootasime suuri tumeaine fraktsioone ning see oli üsna üllatav,” tõdes uuringu kaasautor Danieli.

Õnnelik leid, millest van Dokkum ja Danieli 2018. aastal ajakirjas Nature ja 2020. aastal ajakirjas Astrophysical Journal Letters teatasid, lükkas ümber teadmise, et galaktikad vajavad eksisteerimiseks tumeainet. “Viimase neljakümne aasta jooksul on kindlaks tehtud, et galaktikates on tumeainet,” ütles Pomona kolledži astronoomiaprofessor, värske teadusartikli autor Jorge Moreno. “Eelkõige kipuvad väikese massiga galaktikate tumeaine fraktsioonid olema oluliselt suuremad, mistõttu Danieli leid on üsna üllatav. Paljude jaoks tähendas see, et meie praegune arusaam sellest, kuidas tumeaine aitab galaktikatel kasvada, vajas kiiret läbivaatamist,” nentis ta.

Avastus keeras senise teadmise pea peale

Meeskond kasutas arvutimudeleid, mis simuleerisid universumi ühe tüki (umbes 60 miljoni valgusaasta läbimõõduga) evolutsiooni, mis algas varsti pärast Suurt Pauku ja kulges kuni tänapäevani. Meeskond leidis seitse galaktikat, millel puudus tumeaine. Pärast mitut kokkupõrget naabergalaktikatega, mis olid tuhat korda massiivsemad, eemaldati neilt suurem osa materjalist, jättes alles vaid tähed ja tumeaine jääkained. “See oli puhas lootus,” ütles Moreno. “Kui tegin esimesed pildid, jagasin neid kohe Danieliga ja kutsusin teda koostööd tegema.”

Uue simulatsiooni kavandanud Zürichi ülikooli professor Robert Feldmann ütles, et see teoreetiline töö näitab, et tumeaine puudulikkusega galaktikad peaksid olema väga levinud, eriti massiivsete galaktikate läheduses.

UCI astrofüüsik James Bullock, kes on väikese massiga galaktikate ekspert, kirjeldas kuidas tema ja meeskond ei ehitanud oma mudelit ainult selleks, et nad saaksid luua galaktikaid ilma tumeaineta. Nad eeldasid, et tumeaine on  miski, mis tema sõnul muudab mudeli tugevamaks jatekitab mingil viisil galaktikate kokkupõrkeid. 

Kinnitus sellele, et ilma tumeaineta galaktikatele on olemas selgitus universumis, kus on palju tumeainet, tõi kergendusohke sellistele teadlastele nagu Bullock, kes väidavad, et just  tumeaine on see, mis paneb galaktikad käituma nii, nagu nad käituvad.

“Fakt, et on olemas tumeainevabad galaktikad, on minu jaoks pisut murettekitav,” ütles Bullock. “Meil on aastakümnete pikkuse raske vaevaga välja töötatud edukas mudel, kus suurem osa kosmose ainest on tume. Alati on võimalus, et loodus on meid lollitanud.” Kuid Moreno kinnitas aga, et tavalisest tumeaine paradigmast ei pea loobuma.

Nüüd, kui astrofüüsikud teavad, kuidas galaktika võib oma tumeaine kaotada, loodavad Moreno ja tema kaastöötajad, et leiud inspireerivad öist taevast vaatlevaid teadlasi otsima reaalsest maailmast massiivseid galaktikaid, mis võivadu parasjag olla tumeaine eemaldamise protsessis väiksematelt.

“See ei tähenda veel, et see mudel oleks õige,” ütles Bullock. “Oluline oleks näha, kas need asjad eksisteerivad kindla sageduse ja üldiste omadustega, nagu me prognoosisime.”

Värske töö raames sai põlisrahvaste juurtega Moreno Cherokee juhtidelt loa nimetada nende simulatsioonides leitud seitse tumeainevaba galaktikat seitsme Cherokee klanni auks: Lind, Sinine, Hirv, Pikad Juuksed, Värv, Metsik Kartul ja Hunt.

“Ma tunnen nende galaktikatega isiklikku sidet,” ütles Moreno ja lisas: “Nii nagu massiivsemad galaktikad röövisid väiksematelt galaktikatelt nende tumeaine, võeti paljudelt põlisrahvaste esivanematelt nende kultuur ära. Kuid meie tuum jääb alles ja me õitseme endiselt.”

Selles rubriigis vahendame maailma teadusuudiseid, tulevikuvaateid ning oma kõige põnevamaid tegemisi.

Populaarsed lood mujal Geeniuses

Ära jää ilma päeva põnevamatest lugudest

Telli Geeniuse uudiskiri

Saadame sulle igal argipäeval ülevaate olulisematest Geeniuse teemadest.