Kredit gambar: U of Chicago
Para ahli astrofisika yang dipimpin oleh Andrey Kravtsov dari Universitas Chicago telah menyelesaikan kontradiksi yang memalukan antara teori yang disukai tentang bagaimana galaksi terbentuk dan apa yang dilihat para astronom di teleskop mereka.
Para ahli astrofisika mendasarkan pemahaman mereka tentang bagaimana galaksi terbentuk pada perluasan teori big bang yang disebut teori materi gelap dingin. Dalam teori terakhir ini, galaksi-galaksi kecil bertabrakan dan bergabung, mendorong semburan formasi bintang yang menciptakan berbagai jenis galaksi besar dan terang yang dilihat para astronom di langit hari ini. (Dark matter mengambil namanya dari gagasan bahwa 85 persen dari total massa alam semesta terbuat dari materi yang tidak diketahui yang tidak terlihat oleh teleskop, tetapi efek gravitasinya dapat diukur pada galaksi bercahaya.)
Teori ini cocok dengan beberapa data kunci yang dikumpulkan para astrofisikawan dalam beberapa tahun terakhir. Sayangnya, ketika astrofisikawan menjalankan simulasi superkomputer beberapa tahun yang lalu, mereka berakhir dengan 10 kali lebih banyak satelit materi gelap - gumpalan materi gelap yang mengorbit galaksi besar - dari yang mereka harapkan.
"Masalahnya adalah bahwa simulasi tidak cocok dengan pengamatan sifat galaksi," kata David Spergel, profesor astrofisika di Universitas Princeton. "Apa yang diwakili karya Andrey adalah solusi yang sangat masuk akal untuk masalah ini."
Kravtsov dan kolaboratornya menemukan solusi potensial dalam simulasi superkomputer baru yang akan mereka gambarkan dalam sebuah makalah yang akan muncul dalam Astrophysical Journal edisi 10 Juli. "Solusi untuk masalah ini kemungkinan berada pada cara galaksi kerdil berevolusi," Kata Kravtsov, merujuk pada galaksi-galaksi kecil yang menghuni pinggiran galaksi-galaksi besar.
Secara umum, astrofisikawan percaya bahwa pembentukan galaksi kerdil yang sangat kecil harus ditekan. Ini karena gas yang dibutuhkan untuk pembentukan bintang yang berkelanjutan dapat dipanaskan dan dikeluarkan oleh generasi pertama bintang supernova yang meledak. Selain itu, radiasi ultraviolet dari galaksi dan quasar yang mulai mengisi alam semesta sekitar 12 miliar tahun yang lalu memanaskan gas intergalaksi, menutup pasokan gas segar ke galaksi kerdil.
Dalam simulasi, Kravtsov, bersama dengan Oleg Gnedin dari Space Telescope Science Institute dan Anatoly Klypin dari New Mexico State University, menemukan bahwa beberapa galaksi kerdil yang kecil saat ini telah lebih masif di masa lalu dan secara gravitasi dapat mengumpulkan gas mereka. perlu membentuk bintang dan menjadi galaksi.
"Sistem yang tampak lemah dan lemah saat ini dapat, dalam masa kejayaannya, membentuk bintang untuk periode yang relatif singkat," Kata Kravtsov. "Setelah periode pertumbuhan massa yang cepat, mereka kehilangan sebagian besar massa mereka ketika mereka mengalami kekuatan pasang surut yang kuat dari galaksi inang mereka dan galaksi lain di sekitarnya."
Galaksi ini? Kanibalisme? masih ada sampai hari ini, dengan banyak dari kanibal? galaksi kerdil menjadi satelit yang mengorbit di tarikan gravitasi galaksi yang lebih besar.
"Sama seperti planet-planet di tata surya yang mengelilingi matahari, galaksi Bima Sakti kita dan tetangga terdekatnya, galaksi Andromeda, dikelilingi oleh sekitar selusin pucat? Katai?" galaksi ,? Kata Kravtsov. "Benda-benda ini ditarik oleh gaya tarik gravitasi Bima Sakti dan Andromeda beberapa waktu lalu selama evolusi."
Simulasi telah berhasil di mana orang lain gagal karena tim Kravtsov menganalisis simulasi yang jaraknya dekat dengan waktu pada resolusi tinggi. Ini memungkinkan tim untuk melacak evolusi objek individu dalam simulasi. Ini agak sulit dan tidak sering dilakukan dalam analisis simulasi kosmologis. Tetapi dalam hal ini adalah kunci untuk mengenali apa yang sedang terjadi dan mendapatkan hasilnya ,? Kata Kravtsov.
Hasilnya menempatkan skenario materi gelap dingin di tanah yang lebih padat. Para ilmuwan telah berusaha untuk memodifikasi prinsip utama skenario dan sifat-sifat partikel materi gelap untuk menghilangkan perbedaan mencolok antara teori dan pengamatan galaksi kerdil. "Ternyata modifikasi yang diusulkan menimbulkan lebih banyak masalah daripada yang dipecahkan," katanya. Kata Kravtsov.
Simulasi dilakukan di Pusat Nasional untuk Aplikasi Superkomputer, Universitas Illinois di Urbana-Champaign, dengan hibah yang diberikan oleh National Science Foundation dan National Aeronautics and Space Administration.
Sumber Asli: Rilis Berita Universitas Chicago
