Posibil criminal găsit în misterul prietenilor dispăruți din galaxie ai Căii Lactee

SAN DIEGO — Misterul de lungă durată al galaxiilor satelit dispărute din Calea Lactee are un vinovat credibil, sugerează o nouă cercetare. Supernovele, exploziile viguroase de stele masive, ar fi putut împinge o mare parte din materia care înconjoară galaxia noastră adânc în spațiu, împiedicând în primul rând formarea unei hoarde de mici galaxii însoțitoare.

Milioane de galaxii mici ar trebui să bâzâie în jurul Căii Lactee, conform teoriilor despre modul în care galaxiile evoluează, dar observațiile au apărut doar câteva zeci (SN: 19.09.15, str. 6). Iar cele mai strălucitoare dintre cele care au fost găsite sunt ușoare în comparație cu ceea ce teoreticienii se așteaptă să găsească. Dar noile simulări pe computer concepute pentru a urmări creșterea galaxiilor până la nivelul stelelor individuale dezvăluie rolul critic pe care l-ar putea juca supernovele în rezolvarea acestor enigme.

Philip Hopkins, astrofizician la Caltech, a prezentat rezultatele pe 13 iunie în timpul unui briefing de știri la o reuniune a Societății Americane de Astronomie.

„Galaxiile nu formează doar stele și stau acolo”, a spus Hopkins. „Daca tu [add] cu toată energia emisă de supernove în timpul vieții unei galaxii, este mai mare decât energia gravitațională care menține galaxia unită. Nu poți ignora asta.”

Simulările sunt de obicei limitate de puterea de calcul, iar eforturile de a simula evoluția galaxiilor trebuie să treacă peste unele detalii. De exemplu, în loc să surprindă tot ceea ce se întâmplă într-o galaxie, simulările afectează efectele aditive ale supernovelor într-un mod ad-hoc. Aceste limitări nu surprind pe deplin întreaga fizică a vânturilor stelare și a șocurilor de supernove care se unduiesc printr-o galaxie.

Simulările lui Hopkins cresc organic o galaxie într-un computer, urmărind evoluția unui sistem precum Calea Lactee pe parcursul a 13 miliarde de ani. Într-un bloc virtual masiv de materie întunecată – substanța evazivă despre care se crede că leagă galaxiile între ele – gazul se adună și se fragmentează în pepiniere stelare. Stelele se nasc și mor în acest univers digital. O salvă de explozii care pun capăt vieții de la cea mai masivă dintre aceste stele duc la o istorie galactică turbulentă, constată Hopkins.

„Deoarece aceste stele se formează rapid în universul timpuriu, ele trăiesc, de asemenea, pentru scurt timp și explodează și mor violent, ejectând material departe de galaxie”, a spus el. „Nu doar scapă de gaz.” Ele provoacă, de asemenea, materia întunecată, împiedicând formarea unei multitudini de galaxii satelit și reducând acele puține care supraviețuiesc. „Nu este până la vremuri destul de târziu… că [the galaxy] se stabilește și formează ceea ce am numi o galaxie recunoscută astăzi”, a spus Hopkins.

Ideea că crizele stelare ar putea scăpa de gazul și materia întunecată din jurul unei galaxii nu este nouă, spune Janice Lee, astronom la Institutul de Știință al Telescopului Spațial din Baltimore. Dar simulările lui Hopkins aduc mult mai multe detalii acestei povești și arată că acesta este un motiv plauzibil pentru deficitul de satelit al galaxiei noastre.

Cu toate acestea, înainte de a declara că misterul galaxiilor satelit dispărute este rezolvat, astronomii trebuie să mai efectueze câteva verificări față de realitate, spune Lee. Există încă ipoteze în calcule despre modul în care energia din stelele muribunde interacționează cu gazul interstelar, de exemplu. Detaliile precise ale acelei interacțiuni pot afecta cât de multe stele stelare față de giganți se formează în grupurile de stele.

Telescopul spațial James Webb de la NASA, programat să fie lansat în 2018, ar putea sonda grupuri de stele din mai multe galaxii relativ apropiate, spune ea. Aceste observații ar putea fi comparate cu clusterele virtuale care apar în simulări pentru a vedea cât de aproape se potrivesc cu universul real.