Los físicos han propuesto una solución a un antiguo enigma que rodea a la corriente estelar GD-1, una de las corrientes mejor estudiadas en el halo galáctico de la Vía Láctea, conocida por su estructura larga y delgada y sus inusuales características de espolón y brecha. .
Un equipo de investigadores dirigido por Hi-Bo Yu de la Universidad de California, Riverside, propuso que se observa un “suvlow” de materia oscura autointeractiva (SIDM) que colapsa el núcleo, un pequeño halo de satélite dentro del halo galáctico. en la corriente estelar GD-1 responsable de propiedades peculiares de excitación y brecha.
Se muestran los resultados del estudio. Cartas de revistas astrofísicas. La investigación podría tener importantes implicaciones para comprender las propiedades de la materia oscura en el universo.
Una corriente estelar es un grupo de estrellas que se mueven juntas a lo largo de un camino compartido. Una brecha se refiere a una subdensidad local de estrellas en el borde de la corriente, mientras que un espolón es una sobredensidad de estrellas que se extiende hacia afuera desde el núcleo de la corriente. Como la materia oscura controla la velocidad de la corriente estelar, los astrónomos pueden utilizarla para buscar materia oscura invisible en las galaxias.
El halo galáctico de la Vía Láctea, una región aproximadamente esférica que rodea la galaxia, contiene materia oscura y se extiende más allá del borde visible de la galaxia. Aquí se pueden encontrar visualizaciones de corrientes estelares conocidas en la Vía Láctea.
Los astrónomos han descubierto que los espolones y huecos en la corriente estelar GD-1 no pueden atribuirse fácilmente a la influencia gravitacional de cúmulos globulares conocidos o galaxias satélite en la Vía Láctea. Sin embargo, estas características pueden explicarse por un objeto perturbador desconocido, como un subalterno. Pero la densidad de la materia debe ser significativamente mayor que la predicha por los subhalos convencionales de materia oscura fría (CDM).
“Los subhalos CDM normalmente carecen de la densidad necesaria para producir las distintas características observadas en la corriente GD-1”, explicó Yu, profesor de física y astronomía. “Sin embargo, nuestro estudio muestra que un subhalo SIDM colapsado puede alcanzar la densidad requerida. Un subhalo tan compacto sería lo suficientemente denso como para ejercer la influencia gravitacional necesaria para causar las perturbaciones observadas en el flujo de GD-1”.
Se cree que la materia oscura, que no se puede observar directamente, constituye el 85% de la materia del universo. Su naturaleza no se comprende bien. CDM, la teoría convencional de la materia oscura, supone que las partículas de materia oscura no colisionan. SIDM, una forma teórica de materia oscura, propone que las partículas de materia oscura interactúan entre sí a través de una nueva fuerza oscura.
En su estudio, Yu y su equipo utilizaron simulaciones numéricas llamadas simulaciones de N-cuerpos para modelar el comportamiento de un sumidero SIDM que colapsa.
“Los hallazgos de nuestro equipo proporcionan una nueva explicación para las características de espolón y brecha observadas en GD-1, que durante mucho tiempo se pensó que indicaban un encuentro cercano con un objeto denso”, dijo Yu. “En nuestro escenario, el perturbador es el subhalo SIDM, que perturba la distribución espacial y de velocidad de las estrellas en la corriente y produce las características distintivas que vemos en la corriente estelar GD-1”.
Según Yu, el descubrimiento también proporciona información sobre la naturaleza de la materia oscura.
“Este trabajo abre una nueva y prometedora vía para investigar las propiedades de interacción de la materia oscura a través de la corriente estelar”, afirmó. “Esto marca un emocionante paso adelante en nuestra comprensión de la materia oscura y la dinámica de la Vía Láctea”.
Jingyu Zhang y Daneng Yang de la U CR participaron en el estudio; y Ethan O. de la Universidad de California, San Diego. Nadler.
El trabajo contó con el apoyo del Departamento de Energía de Estados Unidos y la Fundación John Templeton.