Ett schema över distributioner av mörk materia där rött indikerar regioner med högre täthet av mörk materia. Illustrationen till vänster indikerar att distributionen av mörk materia blir tätare i mitten av galaxen, som denna studie fann, medan illustrationen till höger visar en mindre tät fördelning av mörk materia enligt SIDM. Kredit:Kohei Hayashi
Vårt universum domineras av en mystisk materia som kallas mörk materia. Dess namn kommer från det faktum att mörk materia inte absorberar, reflektera eller avge elektromagnetisk strålning, gör det svårt att upptäcka.
Nu, ett team av forskare har undersökt styrkan hos mörk materia spridd över de minsta galaxerna i universum med hjälp av stjärnkinematik.
"Vi upptäckte att styrkan hos mörk materia är ganska liten, antyder att mörk materia inte lätt sprids ihop, sa professor Kohei Hayashi, huvudförfattare till studien.
Mycket är okänt om mörk materia, men teoretisk och experimentell forskning, från partikelfysik till astronomi, förklarar mer om det lite i taget.
En framträdande teori kring mörk materia är 'självinteragerande mörk materia (SIDM) teorin.' Den påstår att mörk materias distributioner i galaktiska centra blir mindre täta på grund av självspridningen av mörk materia.
Dock, supernovaexplosioner, som inträffar mot slutet av en massiv stjärnas liv, kan också bilda mindre täta fördelningar. Detta gör det svårt att skilja på om det är supernovaexplosionen eller mörk materias natur som orsakar en mindre tät fördelning av mörk materia.
För att förtydliga detta, Hayashi och hans team fokuserade på ultrasvaga dvärggalaxer. Här finns några stjärnor, vilket gör influenserna från supernovaexplosioner försumbara.
En graf som indikerar styrkan hos mörk materias spridning (y-axeln) kontra den genomsnittliga relativa hastigheten mellan mörk materia och sig själv (x-axeln). Felstaplar indikerar galaxuppskattningar från tidigare studier, medan de röda områdena visar resultat från Segue 1 ultrafait dvärggalax. Kredit:Hayashi et al.
Deras resultat visade att mörk materia är tät i mitten av galaxen, utmanar grundförutsättningen för SIDM. Bilder från dvärggalaxen Segue 1 avslöjade hög täthet av mörk materia i mitten av galaxen, och att spridningen är begränsad.
"Vår studie visade hur användbar stjärnkinematik i ultrasvaga dvärggalaxer är för att testa existerande teorier om mörk materia, ", noterade Hayashi. "Ytterligare observationer med hjälp av nästa generations bredfältsspektroskopiska undersökningar med Subaru Prime Focus Spectrograph, kommer att maximera chansen att få tag i mörk materias rykande pistol."
