Teleskop Kosmiczny Nancy Grace Roman będzie szukać śladów skupisk ciemnej materii

Wysoka rozdzielczość i panoramiczne widoki Teleskopu Kosmicznego Nancy Grace Roman pozwolą badaczom badać strumienie gwiazd wyciągniętych z gromad kulistych.

Zacznijmy od miniaturowej sceny: tancerze delikatnie przesuwają się po scenie, ciągnąc jedwabne serpentyny, które zapętlają się, wirują i wiją w powietrzu. Teraz rozbuduj scenerię i wykonawców do kosmicznej skali, gdzie sceną jest galaktyka, a wiodące role odgrywają najdrobniejsze „tancerze” – gromady kuliste . Te małe, ściśle powiązane sferyczne grupy gwiazd krążą wokół znacznie masywniejszych galaktyk. Nieustannie gwiazdy z gromad kulistych są odsuwane, a gwiazdy te zaczynają się zakrzywiać i „wirować” na nowych orbitach wokół większych galaktyk, tworząc kształty przypominające wstążki. W niektórych przypadkach dziury są następnie przebijane przez te strumienie przez skupiska jeszcze nieznanej, niewidocznej substancji – ciemnej materii .

Astronomowie planują wykorzystać dane z nadchodzącego teleskopu kosmicznego Nancy Grace Roman, aby dokładniej przyjrzeć się strumieniom gromad kulistych, potencjalnie naszej sąsiadującej galaktyki Andromedy, i poszukać luk powstałych w wyniku przelotu skupisk ciemnej materii. To, czego się dowiedzą, może pogłębić nasze zrozumienie tego tajemniczego, głównego „składnika” wszechświata.

Niektóre z najdrobniejszych szczegółów we wszechświecie – przerwy pomiędzy wydłużonymi grupami gwiazd – mogą wkrótce pomóc astronomom odkryć ciemną materię z większą szczegółowością niż kiedykolwiek wcześniej. Po wystrzeleniu należącego do NASA Teleskop Kosmiczny Nancy Grace Roman do maja 2027 r. badacze wykorzystają jego zdjęcia do zbadania, co istnieje pomiędzy zapętlonymi wąsami gwiazd wyciąganych z gromad kulistych. W szczególności skupią się na strumieniach pływowych z gromad kulistych krążących wokół naszej sąsiadującej galaktyki Andromedy. Ich celem jest wskazanie większej liczby przykładów takich strumieni pływowych, zbadanie szczelin między gwiazdami i idealne określenie konkretnych właściwości ciemnej materii.

Strumienie gromad kulistych przypominają wstęgi trzepoczące w kosmosie, zarówno prowadzące, jak i podążające za gromadami kulistymi, skąd powstały, wzdłuż ich orbit. Ich długości w naszej galaktyce Drogi Mlecznej są bardzo zróżnicowane. Bardzo krótkie strumienie gwiazdowe są stosunkowo młode, podczas gdy te, które całkowicie owijają się wokół galaktyki, mogą być prawie tak stare jak wszechświat. Strumień całkowicie owinięty wokół galaktyki Andromedy może mieć ponad 300 000 lat świetlnych długości, ale mniej niż 3000 lat świetlnych szerokości.

Dzięki Teleskopowi Kosmicznemu Nancy Grace Roman astronomowie będą mogli po raz pierwszy przeszukiwać pobliskie galaktyki w poszukiwaniu strumieni gwiazdowych z gromad kulistych. Instrument Wide Field Instrument Romana ma 18 detektorów, które będą generować obrazy 200 razy większe niż kamera pracująca w bliskiej podczerwieni Kosmicznego Teleskopu Hubble’a – przy nieco większej rozdzielczości.

Teleskop Kosmiczny Nancy Grace Roman będzie w stanie wykonać ogromne zdjęcie galaktyki Andromedy , co po prostu nie jest możliwe w przypadku żadnego innego teleskopu. Przewidujemy również, że Roman będzie w stanie wykrywać gwiazdy indywidualnie.powiedział Christian Aganze, główny autor niedawnej pracy na ten temat i stażysta na Uniwersytecie Stanforda w Kalifornii.

Wyobraźcie sobie rezultaty: rozległe, niezwykle szczegółowe zdjęcia Romana pozwolą naukowcom z łatwością zidentyfikować wiele przykładów strumieni gromad kulistych w Andromedzie. Do tej pory astronomowie korzystający z istniejących teleskopów w kosmosie i na ziemi ograniczali się do badania nieco mniejszej liczby strumieni gromad kulistych w naszej Drodze Mlecznej.

Czy ciemna materia pomiędzy gwiazdami?

Ciemnej materii, którą wielu uważa za cząstkę, nie można jeszcze zaobserwować bezpośrednio, ponieważ nie emituje, nie odbija, nie załamuje ani nie absorbuje światła. Jeśli tego nie widzimy, skąd mamy wiedzieć, że tam jest?

Widzimy wpływ ciemnej materii na galaktyki. Na przykład, kiedy modelujemy obrót galaktyk, potrzebujemy dodatkowej masy, aby wyjaśnić ich obrót. Ciemna materia może dostarczyć tej brakującej masy.wyjaśnił Aganze.

Wszystkie galaktyki, łącznie z Drogą Mleczną, otoczone są halo ciemnej materii. Gdy astronomowie zdobędą więcej informacji na temat natury ciemnej materii, mogą znaleźć dowody na to, że halo galaktyki może również zawierać dużą liczbę mniejszych podhalo ciemnej materii, co przewidują modele.

Te aureole są prawdopodobnie w przybliżeniu kuliste, ale ich gęstość, rozmiary i nawet to, czy w ogóle istnieją, nie są obecnie znane.wyjaśnił Tjitske Starkenburg, współautor i adiunkt na Uniwersytecie Northwestern w Evanston w stanie Illinois.

Roman na nowo zdefiniuje ich poszukiwania.

Spodziewamy się, że ciemna materia będzie oddziaływać ze strumieniami gromad kulistych. Jeśli te subhalo są obecne w innych galaktykach, przewidujemy, że zobaczymy przerwy w strumieniach gromad kulistych, które prawdopodobnie są spowodowane przez ciemną materię.kontynuował Starkenburg.

To da nam nowe informacje o ciemnej materii, w tym o tym, jakie rodzaje halo ciemnej materii występują i jakie są ich masy.

Aganze i Starkenburg szacują, że Roman skutecznie dostarczy potrzebne im dane w pobliskich galaktykach – w sumie zajmie to tylko godzinę – i że obserwacje te mogą zostać uchwycone w ramach przeglądu High Latitude Wide Area Survey.

Starkenburg pomoże także w przygotowaniu podwalin tego badania poprzez swój wkład w inny projekt wybrany niedawno do finansowania w ramach programu możliwości udziału w badaniach i wsparciu teleskopu kosmicznego Nancy Grace Roman.

Zespół ten planuje modelować sposób, w jaki gromady kuliste formują się w strumienie gwiazdowe, opracowując znacznie bardziej szczegółowe ramy teoretyczne. Będziemy dalej przewidywać, skąd pochodzą gromady kuliste tworzące strumienie i czy strumienie te będą możliwe do zaobserwowania za pomocą Romana.wyjaśniła.

Aganze jest także podekscytowany innymi projektami, które obecnie lub wkrótce pojawią się w Internecie.

Misja Euclid Europejskiej Agencji Kosmicznej już zaczyna badać wielkoskalową strukturę wszechświata, co pomoże nam dowiedzieć się więcej o roli ciemnej materii.powiedział.

A Obserwatorium Very C. Rubin wkrótce będzie wielokrotnie skanować nocne niebo w podobnych celach. Dane z tych misji będą niezwykle przydatne w ograniczaniu naszych symulacji podczas przygotowań do Teleskopu Kosmicznego Nancy Grace Roman.

______________________
Spodobał Ci się wpis ? To postaw kawę Postaw mi kawę na buycoffee.to


Zostań Patronem !

_______________________
Informacje bezpośrednio na Twoją skrzynkę mailową