मिल्की वे में एक डार्क मैटर क्लम्प के लिए साक्ष्य

हमारी आकाशगंगा के भूतों में भूत हैं। अब खगोलविदों ने उनका पता लगाने का एक तरीका खोज लिया है।

एना बोनाका (सेंटर फॉर एस्ट्रोफिज़िक्स, हार्वर्ड एंड स्मिथसोनियन) ने 11 जून को सेंट लुइस में अमेरिकन एस्ट्रोनॉमिकल सोसायटी की बैठक में घोषणा की कि उन्हें और उनके सहयोगियों ने मिल्की वे के बाहरी इलाके में एक काले पदार्थ के टकराव के सबूत मिले हैं। यदि उनका परिणाम, जो एस्ट्रोफिजिकल जर्नल (यहाँ उपलब्ध पूर्ण छाप) में दिखाई देगा, बाहर निकलता है, तो इससे खगोलविदों को अंधेरे पदार्थ की प्रकृति को समझने में मदद मिलेगी।

ब्रह्मांड के अंधेरे गुच्छों, एकजुट!

ब्रह्मांड का अधिकांश भाग अदृश्य है: डार्क मैटर गुरुत्वाकर्षण शक्ति प्रदान करता है जो आकाशगंगाओं और आकाशगंगाओं के समूहों को एक साथ रखता है, जिससे बड़े पैमाने पर ब्रह्मांडीय संरचना का निर्माण होता है। वास्तव में, हमारे ब्रह्मांड के इतिहास का पता लगाने वाले कई ब्रह्माण्ड संबंधी सिमुलेशन विशेष रूप से अंधेरे पदार्थ पर ध्यान केंद्रित करते हैं, जो जल्दी से एक साथ गांठ करता है। ये बड़े पैमाने पर काले पदार्थ के मामले में सामान्य बात को आकर्षित करते हैं, जो सितारों, आकाशगंगाओं और समूहों को बनाने के लिए एक साथ आते हैं।

जबकि ठंडे डार्क मैटर मॉडल (बाएं) का अनुमान है कि मिल्की वे का प्रभामंडल गुनगुने डार्क मैटर से भरा होगा, गर्म डार्क मैटर मॉडल (दाएं) कम और अधिक बड़े पैमाने पर umps लैंप की भविष्यवाणी करते हैं।
लवेल एट अल। / रॉयल एस्ट्रोनॉमिकल सोसायटी 2014 के मासिक नोटिस

लेकिन हर डार्क मैटर में एक आकाशगंगा नहीं होती है। फेवरेट डार्क मैटर के परिदृश्य में, जहां कण काफी बड़े पैमाने पर ( कोल्ड डार्क मैटर के रूप में जाने जाते हैं), कई छोटे गांठ बन जाते हैं। 10 मिलियन से कम सौर द्रव्यमान के साथ अंधेरा छा जाता है, जो सितारों को बनाने के लिए पर्याप्त सामान्य पदार्थ को आकर्षित करता है by उनके गुरुत्वाकर्षण प्रभाव से उन्हें देखने का एकमात्र तरीका है। बोनाका और उनके सहयोगियों ने जब जीडी -1 को डब किया तारों की एक धारा से जुड़े तारों को ट्रैक किया तो वे क्या करना चाहते थे।

द ओल्डेन-डे ग्लोबुलर एंड इट्स लॉस्ट पर्ल

जीडी -1 एक गोलाकार क्लस्टर हुआ करता था, जो मिलन वे की परिक्रमा करने वाले तारों के 160 से अधिक कसकर भरे हुए क्षेत्रों में से एक था। हर अब और फिर इन समूहों में से एक, गुरुत्वाकर्षण आराम के लिए गांगेय केंद्र के करीब आता है, और समूह अलग हो जाता है। 3 अरब साल पहले, ज्वारीय प्रभावों ने जीडी -1 से सितारों को खींचना शुरू किया। अब वे मोती की एक स्ट्रिंग से मिलते-जुलते एक 30, 000 प्रकाश वर्ष लंबी तारकीय धारा बनाते हैं।

स्लोअन डिजिटल स्काई सर्वे का एक अखिल आकाश दृश्य तारों की लंबी धारा को दर्शाता है जो जीडी -1 बनाते हैं, साथ ही पालोमर 5 नामक छोटी लेकिन अधिक प्रमुख धारा है।
SDSS

लेकिन यह पता चला कि उनमें से कुछ मोती गायब हैं। यूरोपीय अंतरिक्ष एजेंसी के गैया उपग्रह के डेटा प्रतीत होता है निरंतर धारा में दो अंतराल दिखाते हैं, साथ ही एक तथाकथित स्पर, जिसके तारे की परिक्रमा बाकी क्लस्टर से थोड़ा बदल जाती है। गुरुत्वाकर्षण बलों के तहत भंग होने से पहले अंतराल में से एक संभवतः गोलाकार क्लस्टर के स्थान का प्रतिनिधित्व करता है। लेकिन दूसरे अंतराल और इससे जुड़े स्पर को स्पष्टीकरण की आवश्यकता होती है।

मनाया गया GD-1 सितारों की धारा (शीर्ष) जो सिमुलेशन की भविष्यवाणी करती है उसकी तुलना में GD-1 ऐसा प्रतीत होता है जैसे कि कोई गड़बड़ी वाली वस्तु (नीचे) नहीं थी।
बोनका एट अल। / एस्ट्रोफिजिकल जर्नल

बोनाका और सहकर्मियों का प्रस्ताव है कि लगभग 500 मिलियन साल पहले GD-1 के माध्यम से एक भारी वस्तु को धक्का दिया गया था, इसके कुछ सितारों को उनकी क्रमबद्ध कक्षाओं से बाहर निकाल दिया। समूह के सिमुलेशन के अनुसार, वस्तु कम से कम 5 मिलियन सौर द्रव्यमान वाली होती - लेकिन 60 और 130 प्रकाश-वर्ष के बीच स्पान्ट होती।

जीडी -1 के माध्यम से छिद्रित एक विशाल, कॉम्पैक्ट ऑब्जेक्ट का एक मॉडल अपने वर्तमान अंतराल और प्रेरणा सुविधाओं को पुन: पेश करता है
बोनका एट अल। / एस्ट्रोफिजिकल जर्नल

"हम इस वस्तु के द्रव्यमान और आकार के बारे में क्या जानते हैं, एक गोलाकार क्लस्टर की तरह कुछ के अनुरूप है, " बोनका स्वीकार करता है। "हालांकि, हमने ज्ञात गोलाकार समूहों की कक्षाओं की गणना की है, और वे धारा के बहुत करीब नहीं आते हैं।" यह अभी भी संभव है, हालांकि, कि वर्तमान में गैलेक्टिक विमान के भीतर या पीछे छिपने वाले क्लस्टर जीडी के लिए जिम्मेदार हो सकते हैं- 1 की विशेषताएं।

इतिहास दोहरा रहे हैं?

अभी भी घुलने वाला गोलाकार क्लस्टर पालोमर 5 (केंद्र में सफेद बूँद), जिसकी 5 ° लंबी ज्वार की पूंछ हैं, जो स्लोन डिजिटल स्काई सर्वे डेटा का उपयोग करके दिखाया गया है। ज्वारीय पूंछ में अंतराल मिल्की वे के बार के साथ बातचीत से आ सकता है।
एम। ओडेनकिर्चेन और ई। ग्रेबेल

GD-1 से पहले, Palomar 5 था - तारों की अपनी धारा के भीतर स्पष्ट अंतराल के साथ एक और फटा हुआ गोलाकार। अंततः, सारा पियर्सन (तब कोलंबिया विश्वविद्यालय में) और सहकर्मियों ने दिखाया कि उन विशेषताओं का कहीं अधिक सरल स्पष्टीकरण हो सकता है: हमारी आकाशगंगा के केंद्र में पट्टी पालोमर 5 के समान दिशा में घूमती है, और अपने तारों के साथ थोड़ा सा परिवर्तन कर सकती है। उनकी परिक्रमा। कोई डार्क मैटर क्लैंप की आवश्यकता नहीं है।

लेकिन यह सरल स्पष्टीकरण जीडी -1 के लिए काम नहीं करता है, जो आकाशगंगा की पट्टी के विपरीत दिशा में परिक्रमा करता है। “क्योंकि GD-1 हमारी आकाशगंगा में विपरीत दिशा में चलता है, जो गेलेक्टिक बार के स्पिन के संबंध में है, और क्योंकि GD1 की कक्षा इसे अपने निकटतम दृष्टिकोण पर बार से काफी दूर ले जाती है, यह संभावना कम है कि बार का कोई प्रभाव पड़ा हो GD-1 स्ट्रीम पर, “पियर्सन नोट्स।

बोनाका और सहकर्मी मिल्की वे की डिस्क के साथ संभावित बातचीत को भी संबोधित करते हैं। जीडी -1 गैलेक्सिक सेंटर से दूर डिस्क से होकर गुजरा होगा, जो 40, 000 प्रकाश-वर्ष के करीब नहीं था। तारों या गुच्छों में बाहर निकलने का जोखिम कम है, और एक बड़े गैस बादल के साथ एक ही तरह का अंतर और अंतर नहीं होगा।

"क्या अंतर निश्चित रूप से एक डार्क मैटर सुहालो का परिणाम है, अभी भी निर्धारित किया जाना है, लेकिन अंतर और स्पर वास्तव में पेचीदा हैं, " पियर्सन कहते हैं।

यहां GD-1 स्ट्रीम को पार करते हुए एक डार्क ऑब्जेक्ट का सिमुलेशन देखें:

क्रेडिट: बोनका एट अल।

एक निशाना अनदेरे मे

बोनाका नोट करता है कि, भले ही जीडी -1 के फीचर्स के लिए एक डार्क क्लंप जिम्मेदार है, लेकिन एक बाधित तारकीय धारा के नमूने के आधार पर डार्क मैटर के बारे में निष्कर्ष निकालना मुश्किल है। लेकिन, वह कहती हैं, यहां तक ​​कि एक एकल 5 मिलियन-सौर-द्रव्यमान क्लम्प का अस्तित्व कई गर्म अंधेरे पदार्थ मॉडल को बाहर करने के लिए पर्याप्त होगा।

जीडी -1 के साथ और 40 से अधिक तारकीय धाराओं के साथ खगोलविदों ने आज तक की खोज के लिए बहुत अधिक काम किया है। अभी के लिए, बोनाका कहते हैं, "यह एक रोमांचक प्रदर्शन है, सिद्धांत का प्रमाण है।"