קרדיט תמונה: U משיקגו
אסטרופיזיקאים בראשות אנדרה אנרג'י קרבצוב של אוניברסיטת שיקגו פתרו סתירה מביכה בין תיאוריה מועדפת על אופן התהוות הגלקסיות לבין מה שאסטרונומים רואים בטלסקופים שלהם.
אסטרופיסיקאים מבססים את הבנתם כיצד נוצרים גלקסיות בהרחבה של תיאוריית המפץ הגדול המכונה תיאוריית החומר האפל הקר. בתיאוריה האחרונה הזו, גלקסיות קטנות מתנגשות ומתמזגות, וגורמות פרצי היווצרות כוכבים שיוצרים את הסוגים השונים של גלקסיות מאסיביות ומוארות שהאסטרונומים רואים בשמיים כיום. (חומר אפל לוקח את שמו מהרעיון ש 85 אחוז מסך המסה של היקום עשוי מחומר לא ידוע שאינו נראה לטלסקופים, אך ניתן למדוד את השפעות הכבידה שלו על גלקסיות זוהרות.)
תיאוריה זו מתאימה לכמה נתוני מפתח שאסטרופיסיקאים אספו בשנים האחרונות. לרוע המזל, כאשר האסטרופיסיקאים ניהלו הדמיות של מחשב-על לפני מספר שנים, הם הגיעו לווינים פי -10 ליותר חומר אפל - גושים של חומר אפל המקיפים גלקסיה גדולה ממה שציפו.
הבעיה הייתה שההדמיות אינן תואמות את התצפיות על נכסי הגלקסיה ,? אמר דייוויד שפרגל, פרופסור לאסטרופיזיקה באוניברסיטת פרינסטון. מה שהעבודה של אנדריי מייצגת היא פיתרון מתקבל על הדעת לבעיה זו.?
קרבצוב ושיתופי הפעולה מצאו את הפיתרון הפוטנציאלי בהדמיות מחשב-על חדשות שתיארו בעיתון שיופיע בגיליון ה- 10 ביולי של כתב העת Astrophysical. ? הפיתרון לבעיה עשוי להיות בדרך שבה מתפתחות גלקסיות הגמדים ,? קרבצוב אמר בהתייחסו לגלקסיות הקטנות המאכלסות את שולי הגלקסיות הגדולות.
באופן כללי, אסטרופיסיקאים מאמינים כי יש לדכא את היווצרותם של גלקסיות גמדיות קטנות מאוד. הסיבה לכך היא שהגז הדרוש להמשך היווצרות כוכבים ניתן לחמם ולגורש על ידי הדור הראשון של כוכבי סופרנובה מתפוצצים. בנוסף, קרינה אולטרה סגולה מגלקסיות וקוואזרים שהחלו למלא את היקום לפני כ 12 מיליארד שנה מחממת את הגז הבין-גלקטי, ומכבה את אספקת הגז הטרי לגלקסיות הגמדיות.
בהדמיות, קרבצוב, יחד עם אולג גנדין מהמכון למדעי טלסקופ החלל ואנטולי קליפין מאוניברסיטת ניו מקסיקו, גילו שחלק מהגלקסיות הגמדיות הקטנות כיום היו מסיביות יותר בעבר ויכולות לאסוף את הגז שהם מכבידים בכבידה. צריך ליצור כוכבים ולהפוך לגלקסיה.
? המערכות שנראות די חלשות ואנמיות כיום יכולות בימי הזוהר שלהן ליצור כוכבים לתקופה קצרה יחסית ,? אמר קרבצוב. ? לאחר תקופה של צמיחה המונית מהירה הם איבדו את עיקר המסה כאשר חוו כוחות גאות ושפל חזקים מהגלקסיה המארחת שלהם ומגלקסיות אחרות הסובבות אותם.
קניבליזם גלקטי זה? נמשכת גם היום, עם רבים מה"קניבלים "? גלקסיות גמדיות שהופכות לוויינים המסתובבים במשיכת הכבידה של גלקסיות גדולות יותר.
? בדיוק כמו כוכבי הלכת במערכת השמש המקיפה את השמש, גלקסיית שביל החלב שלנו ושכנתה הקרובה ביותר, גלקסיית אנדרומדה, מוקפים בערך כתריסר גמדים קלושים? גלקסיות ,? אמר קרבצוב. חפצים אלה נמשכו על ידי המשיכה הכבידה של שביל החלב ואנדרומדה לפני זמן מה במהלך התפתחותם.?
ההדמיות הצליחו במקומות אחרים כשלו מכיוון שהצוות של קרבצוב ניתח סימולציות שהיו מרווחות בזמן ברזולוציה גבוהה. זה איפשר לצוות לעקוב אחר התפתחות אובייקטים בודדים בהדמיות. זה קשה למדי ולא נעשה לעתים קרובות בניתוחים של הדמיות קוסמולוגיות. אבל במקרה זה זה היה המפתח להכיר במתרחש ולקבל את התוצאה ,? אמר קרבצוב.
התוצאה מעמידה את תרחיש החומר האפל הקר על קרקע מוצקה יותר. מדענים ניסו לשנות את העקרונות העיקריים של התרחיש ואת תכונות חלקיקי החומר האפל בכדי לבטל את הפער הבולט בין תיאוריה והתבוננות בגלקסיות ננסיות. מסתבר שהשינויים המוצעים הציגו יותר בעיות ממה שהם פתרו ,? אמר קרבצוב.
ההדמיות בוצעו במרכז הלאומי ליישומי מחשב-על, אוניברסיטת אילינוי באורבנה-שמפיין, עם מענקים שהוענקו על ידי הקרן הלאומית למדע והמינהל הלאומי לחלל האווירונאוטיקה והחלל.
המקור המקורי: מהדורת החדשות של אוניברסיטת שיקגו
