Kredit gambar: U of Chicago
Ahli astrofizik yang diketuai oleh University of Chicago Andrey Kravtsov telah menyelesaikan kontradiksi memalukan antara teori yang digemari tentang bagaimana galaksi terbentuk dan apa yang dilihat oleh para astronom di teleskop mereka.
Ahli astrofizik mendasarkan pemahaman mereka tentang bagaimana galaksi terbentuk pada lanjutan dari teori big bang yang disebut teori jirim gelap. Dalam teori terakhir ini, galaksi-galaksi kecil bertembung dan bergabung, menyebabkan letupan pembentukan bintang yang mencipta pelbagai jenis galaksi besar dan terang yang dilihat oleh para astronom di langit hari ini. (Materi gelap mengambil namanya dari idea bahawa 85 peratus daripada jumlah jisim alam semesta terbuat dari bahan yang tidak diketahui yang tidak dapat dilihat oleh teleskop, tetapi yang kesan gravitasi dapat diukur pada galaksi bercahaya.)
Teori ini sesuai dengan beberapa data utama yang dikumpulkan oleh ahli astrofizik dalam beberapa tahun kebelakangan ini. Malangnya, ketika ahli astrofizik menjalankan simulasi komputer super beberapa tahun yang lalu, mereka berakhir dengan 10 kali lebih banyak satelit bahan gelap? Gumpalan benda gelap yang mengorbit galaksi besar? Daripada yang mereka harapkan.
"Masalahnya ialah bahawa simulasi tidak sesuai dengan pengamatan sifat galaksi," kata David Spergel, profesor astrofizik di Princeton University. "Apa yang ditunjukkan oleh karya Andrey adalah penyelesaian yang sangat masuk akal untuk masalah ini."
Kravtsov dan kolaboratornya menemui penyelesaian berpotensi dalam simulasi komputer super baru yang akan mereka jelaskan dalam makalah yang akan muncul dalam edisi 10 Julai Jurnal Astrofisika. "Penyelesaian untuk masalah itu mungkin dengan cara galaksi kerdil berkembang," Kravtsov berkata, merujuk kepada galaksi kecil yang menghuni pinggir galaksi besar.
Secara amnya, ahli astrofizik percaya bahawa pembentukan galaksi kerdil yang sangat kecil harus ditekan. Ini kerana gas yang diperlukan untuk pembentukan bintang yang berterusan dapat dipanaskan dan dikeluarkan oleh generasi pertama bintang supernova yang meletup. Di samping itu, sinaran ultraviolet dari galaksi dan quasar yang mula memenuhi alam semesta kira-kira 12 bilion tahun yang lalu memanaskan gas intergalaksi, mematikan bekalan gas segar ke galaksi kerdil.
Dalam simulasi, Kravtsov, bersama dengan Oleg Gnedin dari Institut Sains Teleskop Angkasa dan Anatoly Klypin dari New Mexico State University, mendapati bahawa beberapa galaksi kerdil yang kecil hari ini lebih besar pada masa lalu dan dapat mengumpulkan gas secara gravitasi perlu membentuk bintang dan menjadi galaksi.
"Sistem yang kelihatan agak lemah dan anemia hari ini dapat, pada zaman kegemilangan mereka, membentuk bintang untuk jangka waktu yang agak singkat," Kravtsov berkata. "Setelah tempoh pertumbuhan massa yang cepat, mereka kehilangan sebahagian besar jisim mereka ketika mereka mengalami kekuatan pasang surut yang kuat dari galaksi tuan rumah mereka dan galaksi lain yang mengelilinginya."
Kanibalisme galaksi ini? berterusan sehingga hari ini, dengan banyak? kanibal? galaksi kerdil menjadi satelit yang mengorbit dalam tarikan graviti galaksi yang lebih besar.
Sama seperti planet-planet di tata surya yang mengelilingi matahari, galaksi Bima Sakti kita dan jiran terdekatnya, galaksi Andromeda, dikelilingi oleh sekitar selusin orang kerdil? galaksi ,? Kravtsov berkata. "Objek-objek ini ditarik oleh tarikan graviti Bima Sakti dan Andromeda beberapa waktu lalu semasa evolusi mereka."
Simulasi telah berjaya di mana yang lain telah gagal kerana pasukan Kravtsov menganalisis simulasi yang jaraknya dekat dengan resolusi tinggi. Ini membolehkan pasukan mengesan evolusi objek individu dalam simulasi. Ini agak sukar dan tidak sering dilakukan dalam analisis simulasi kosmologi. Tetapi dalam kes ini adalah kunci untuk mengenali apa yang sedang berlaku dan mendapatkan hasilnya ,? Kravtsov berkata.
Hasilnya meletakkan senario bahan gelap yang sejuk di tanah yang lebih kukuh. Para saintis telah berusaha mengubah prinsip utama senario dan sifat zarah-zarah zat gelap untuk menghilangkan perbezaan antara teori dan pemerhatian galaksi kerdil. "Ternyata modifikasi yang dicadangkan memperkenalkan lebih banyak masalah daripada yang diselesaikan," Kravtsov berkata.
Simulasi dilakukan di Pusat Nasional Aplikasi Komputer Super, University of Illinois di Urbana-Champaign, dengan geran yang diberikan oleh National Science Foundation dan National Aeronautics and Space Administration.
Sumber Asal: Siaran Berita Universiti Chicago
