Vendredi 29er mars 2024

bureau v4.2.1

Root NationНовиниActualités informatiquesLes atomes de matière noire peuvent former des galaxies d'ombre avec une formation rapide d'étoiles

Les atomes de matière noire peuvent former des galaxies d'ombre avec une formation rapide d'étoiles

-

La matière noire, le matériau invisible qui constitue la grande majorité de la masse de l'univers, peut s'assembler en atomes, selon de nouvelles simulations. Ces "atomes sombres" peuvent changer radicalement l'évolution des galaxies et la formation des étoiles, donnant aux astronomes une nouvelle opportunité de comprendre cette substance mystérieuse.

Les atomes de matière noire peuvent former des galaxies d'ombre avec une formation rapide d'étoiles

La matière noire représente plus de 80 % de la masse de chaque galaxie et amas de galaxies de l'univers. Toutes nos observations indiquent que la matière noire est un nouveau type de particule qui n'interagit pas avec la matière ordinaire ni même avec la lumière. Nous ne pouvons identifier la matière noire que par son interaction gravitationnelle avec tout le reste. Quelle que soit la matière noire, elle dépasse notre compréhension moderne de la physique. Mais il a toujours de la masse, et donc de la gravité.

Nous ne savons pas encore si la matière noire est simple ou complexe. Il ne peut s'agir que d'un seul type de particule qui domine l'univers et n'interagit même pas avec lui-même. Ou il peut être constitué de plusieurs types de particules, avec la même variété riche que celle que nous voyons dans la matière ordinaire. De plus, nous ne connaissons que quatre forces fondamentales de la nature : la gravité, l'électromagnétisme, l'interaction nucléaire forte et l'interaction nucléaire faible. Mais il peut y avoir des forces supplémentaires qui n'agissent que parmi les particules de matière noire et n'affectent pas du tout la matière normale.

Le concept de particules de matière noire supplémentaires et de forces obscures n'est pas aussi farfelu qu'il y paraît. Notre compréhension de la physique repose sur les symétries, qui sont des relations mathématiques profondes entre les particules. Il est possible qu'il existe des symétries supplémentaires dans les lois de la nature qui font de la matière noire une contrepartie de la matière normale, et que pour chaque type d'interaction dans laquelle la matière normale peut s'engager, il existe une contrepartie dans le secteur sombre.

Par exemple, à partir de la matière ordinaire, nous pouvons construire des atomes simples : un proton et un électron, connectés l'un à l'autre, avec un photon, porteur de la force électromagnétique, qui médiatise l'interaction. Nous pouvons également avoir une version de la même structure de matière noire, avec un proton noir lié à des électrons noirs par des photons noirs : les atomes noirs.

La matière noire atomique se comporterait très différemment de la matière noire composée d'une seule particule. Plus important encore, il serait très difficile pour la matière noire simple de s'agglutiner, et elle le ferait lentement, sur des centaines de millions d'années. La matière ordinaire s'accumule dans ces amas lisses de matière noire pour former des galaxies, mais elles mènent autrement des vies séparées. La matière noire atomique, cependant, peut former ses propres galaxies d'ombre - des structures en forme de disque qui imitent la taille et l'emplacement des galaxies visibles.

Une équipe d'astrophysiciens a utilisé cette possibilité intrigante pour modéliser l'évolution des galaxies et voir quelles différences observées pourraient survenir. Ils ont laissé la matière noire atomique évoluer selon ses propres forces, puis ont étudié comment ces nouvelles structures affecteraient les galaxies visibles à travers la nouvelle organisation de la gravité. Ils ont publié leurs résultats dans une base de données de préimpression en ligne en avril arXiv.

Les chercheurs ont découvert que même une petite quantité de matière noire atomique - seulement 6% de toute la matière noire de l'univers, sans compter le reste - est suffisante pour changer radicalement l'évolution des galaxies. Parce que la matière noire atomique est capable d'interagir, elle peut facilement se condenser, perdant de l'énergie par l'émission d'une certaine forme de rayonnement noir. Des simulations ont montré qu'un "disque noir" apparaît rapidement à l'intérieur de chaque galaxie, dont le spin correspond étroitement au spin des composants normaux visibles.

À partir de là, la matière noire atomique a continué à se condenser, tout comme le gaz normal se condense en nuages ​​et éventuellement en étoiles. Dans la simulation, la matière noire atomique a formé ses propres étoiles noires et pourrait même provoquer la formation de ses propres trous noirs. Ces amas ont ensuite coulé dans le noyau galactique, où la densité a augmenté.

Space

En raison de cette gravité supplémentaire, la formation d'étoiles au cœur des galaxies est accélérée, formant des étoiles beaucoup plus rapidement que les galaxies à matière noire simple. Ces simulations ont en fait exclu certains modèles de matière noire atomique parce que ces modèles ont amené leurs galaxies à manquer trop rapidement de nouveau matériau de formation d'étoiles.

Mais certains modèles ont survécu aux limites actuelles des observations, permettant la possibilité supplémentaire de l'existence de matière noire atomique. Les chercheurs espèrent que d'autres études théoriques et expérimentales éclaireront la plausibilité de cette forme intrigante de matière exotique. Par exemple, parce que la matière noire atomique se condense si efficacement, nous pourrions être en mesure de détecter des amas denses semblables à des étoiles avec de futures études de microlentilles gravitationnelles à l'aide du télescope spatial Nancy Grace de la NASA à Rome.

Lisez aussi:

sourceSpace
S'inscrire
Avertir de
invité

0 Commentaires
Avis intégrés
Voir tous les commentaires
Autres articles
Abonnez-vous pour les mises à jour

Commentaires récents

Populaire maintenant
0
Nous aimons vos pensées, veuillez commenter.x