Σύμπαν: Η αυτό-αλληλεπιδρούσα Σκοτεινή Ύλη δικαιολογεί καλύτερα τις ταχύτητες των άστρων στους γαλαξίες

Η αυτό-αλληλεπιδρούσα Σκοτεινή Ύλη (SIDM) – μια υποθετική μορφή Σκοτεινής Ύλης που συγκροτείται από σωματίδια που αλληλεπιδρούν το ένα με το άλλο – είναι ένα πρόβλημα σταθεροποιητή στην κοσμολογία. Σε γαλαξιακή και σε μικρότερες κλίμακες, μπορεί να διορθώσει ασυμφωνίες μεταξύ των παρατηρήσεων και των προβλέψεων του καθιερωμένου κοσμολογικού προτύπου, που αντίθετα τη θεωρεί «ψυχρή» σκοτεινή ύλη (CDM) που δεν αλληλεπιδρά με τον εαυτό της και αυτό το κάνει αφήνοντας άθικτη την επιτυχία του καθιερωμένου κοσμολογικού προτύπου σε μεγάλες κλίμακες. Τώρα, ο Manoj Kaplinghat από το Πανεπιστήμιο της Καλιφόρνιας, Irvine, ο Hai-Bo Yu από το Πανεπιστήμιο της Καλιφόρνιας στο Riverside και συνάδελφοί τους δείχνουν ότι η αυτο-αλληλεπιδρούσα σκοτεινή ύλη μπορεί επίσης να εξηγήσει τη διαφορετικότητα των καμπυλών της γαλαξιακής περιστροφής – των γραφημάτων της ταχύτητας των άστρων σε ένα γαλαξία σε σχέση με την απόσταση από το κέντρο του γαλαξία.

Άστρα και αέριο στους γαλαξίες συνήθως περιστρέφονται με σταθερή ταχύτητα πάνω από μια ορισμένη απόσταση από το κέντρο του γαλαξία: οι καμπύλες περιστροφής είναι όλες ουσιαστικά επίπεδες ανεξάρτητα πόσης μάζας είναι η άλως της σκοτεινής ύλης στην οποία είναι ενσωματωμένα. Όμως γαλαξίες με άλω σκοτεινής ύλης όμοιας μάζας μπορεί να έχουν πολύ διαφορετικές καμπύλες κάτω από αυτή την απόσταση: ορισμένες καμπύλες αυξάνονται απότομα προς το σταθερό παράλληλο στον οριζόντιο άξονα τμήμα τους και ορισμένες σταδιακά. Αυτή η διαφορετικότητα είναι δύσκολο να εξηγηθεί στο πλαίσιο του τυπικού μοντέλου «ψυχρής» σκοτεινής ύλης.

Οι Kaplinghat, Yu και οι συνεργάτες τους ανάλυσαν τις καμπύλες περιστροφής από 30 γαλαξίες που αναπαριστάνουν καλά αυτή τη διαφορετικότητα και σύγκριναν τις καμπύλες με αυτές που παρήγαγαν από ένα γαλαξιακό μοντέλο που ανέπτυξαν. Το μοντέλο περιλαμβάνει μια άλω σκοτεινής ύλης που αλληλεπιδρά (εσωτερικά;) με τον εαυτό της στην εσωτερική περιοχή και επηρεάζει την κατανομή της ορατής ύλης στην άλω, καθώς και στην πορεία διαμόρφωσης της άλω. Οι ερευνητές βρήκαν ότι το μοντέλο παρέχει μια εξαιρετική συμφωνία με τα δεδομένα, υποστηρίζοντας την υπόθεση ότι η σκοτεινή ύλη είναι αυτό-αλληλεπιδρούσα (ή έσω-αλληλεπιδρούσα;).

Πηγή: American Physical Society

Περισσότερα στη δημοσίευση: Self-Interacting Dark Matter Can Explain Diverse Galactic Rotation Curves. Physical Review Letters.