|
Новые доказательства природы материи древних галактик
|
|
|
|
Астрофизики в Италии пролили новый свет на природу материи благодаря обнаружению космическим телескопом Джеймса Уэбба (JWST) галактик возрастом 13 миллиардов лет и новейшим современным численным моделям первых галактик. Исследование добавляет еще один кусочек к загадке природы материи во Вселенной. В то время как общепринятая парадигма формирования структур основана на нерелятивистской материи, которая взаимодействует только гравитационно, то есть на «холодной» темной материи, альтернативные возможности, отстаиваемые для решения мелкомасштабных задач стандартного сценария, опираются на гипотезу о том, что темная материя создается теплых частиц, обладающих малой, не пренебрежимо малой, тепловой скоростью, а именно «теплой» темной материи.
|
|
|
|
«Мы обнаружили, что недавние обнаружения галактик JWST в первую долю миллиарда лет после Большого взрыва являются ценными исследованиями природы материи», — говорит доктор Умберто Майо, штатный исследователь Итальянского национального института астрофизики (INAF). Астрономическая обсерватория Триеста и ведущий автор статьи, описывающей открытие, только что опубликованной в Astronomy & Astrophysics. Исследование показывает, что темная материя, основная составляющая материи во Вселенной, состоит из частиц, которые либо «холодные», либо слегка «теплые» с массой более 2 кэВ. Модели темной материи с массами частиц, равными или меньшими этого предела, исключаются из исследования.
|
|
|
В то время как предыдущие работы исключали возможность различать природу вещества, используя данные в недавние эпохи, данные гораздо более раннего времени и специальное численное моделирование — основа нового исследования — были необходимы для получения информации о статистических тенденциях изменения. первичные галактики и сломать вырождения моделей. «Что мы сделали, так это применили нашу новую сложную численную реализацию раннего формирования галактик для интерпретации последних данных JWST», — говорит доктор Майо. «Мы видели, что в период, когда формируются первые звезды и галактики, видимые свойства структур, присутствующих во Вселенной, зависят от массы частиц темной материи». Действительно, исследование обнаружило доказательства того, что степень космологического звездообразования, ультрафиолетовая светимость и молекулярное содержание различаются в разных моделях темной материи, и эти вариации можно сопоставить с последними данными JWST, первыми достигшими «древней» Вселенной.
|
|
|
|
Исследование было результатом сотрудничества между INAF-Астрономической обсерваторией Триеста и Международной школой перспективных исследований Триеста, Италия. «Исследование было основано на исключительных наблюдениях за галактиками в первые полмиллиарда лет, обнаруженных с помощью JWST и ранее опубликованных в конце 2022 года», — говорит профессор Маттео Виль из Международной школы перспективных исследований в Триесте и соавтор исследования. . «Это важное применение научных данных в такие первобытные эпохи для ограничения природы темной материи. Благодаря JWST мы наблюдали самые далекие галактики во Вселенной, и их свойства дают нам четкую информацию об их составляющих».
|
|
|
|
Это крупное достижение стало возможным благодаря JWST, международному сотрудничеству между Американским национальным управлением по аэронавтике и исследованию космического пространства (НАСА), Европейским космическим агентством (ЕКА) и Канадским космическим агентством (CSA). Исследование показывает, как две наблюдаемые, функция светимости галактики и функция корреляции галактик в малых масштабах слабых объектов, особенно при совместном использовании, являются многообещающими инструментами для различения различных моделей темной материи. Результаты исследования также согласуются со свойствами межгалактической среды, «космической паутины», в более поздние эпохи.
|
|
|
|
«В будущем, когда будет доступно больше данных о маленьких, тусклых, молодых источниках, дальнейшие подсказки могут появиться из ранней статистики звездной массы и эмиссии монооксида углерода в галактиках», — заключают ученые. Открытие таких ранних галактик демонстрирует, что эти структуры могут сформироваться всего за долю миллиарда лет, что соответствует мгновению ока в космологическом контексте. Таким образом, в ближайшем будущем станет возможным все больше и больше обнаружений первичных звездообразующих галактик, и это проложит путь к лучшему пониманию природы материи.
|
|
|
|
Источник
|
