Kan mörk materia slås då dvärggalaxer kolliderar

 

Ett team astrofysiker med anslutning till flera institutioner i USA, en i Tyskland och en i Kanada har det  utvecklats en ny teori med syfte att förklara förekomsten av dvärggalaxer där mörk materia saknas. I en artikel publicerad i tidskriften Nature föreslår forskare att anledningen till brisen på mörk materia kan bero på en tidigare kollision som resulterat i att två dvärggalaxer sammanslagits. Något som upptäckts vara en möjlig händelse för att förklara bristen. Något som resulterat i brist av mörk materia i vissa dvärggalaxer. 

Eun-jin Shin och Ji-hoon Kim vid Seoul National University har publicerat en News & Views-artikel i samma tidskriftsnummer som nämns ovan där forskarnas arbete beskrivs.

2018 var året då forskare för första gången upptäckte en dvärggalax som tycktes sakna mörk materia (den hade ingen detekterbar gravitationskraft som visade att någon mörk materia var inblandad). 2019 upptäckte ett annat team ytterligare en dvärggalax av samma slag därefter har forskare försökt förklara fenomenet.

I denna nya rapport utvidgade forskarna studierna från andra team som indikerar bevis på att mörk och normal materia separerar i stor skala när kluster av galaxer kolliderar. Forskarna föreslår att något liknande hänt här. Med resultatet att  dvärggalaxen som då bildades fick mörk materia brist.

 De noterar att det finns flera andra likartade dvärggalaxer med brist på detta. De är bildade genom sammanslagning av två (eller fler) mindre dvärggalaxer och just detta slag av dvärggalax som då bildas saknar mörk materia. Det innebär som jag tolkar det att en dvärggalax som inte krockat med en annan dvärggalax fortfarande innehåller mörk materia (min anm.). Men som vanligt vill jag ändå tillägga att jag anser att mörk materia är vanlig materia som är i en konsistens vi ännu inte förstår.

Bild vikipedia på IC 10, en av dvärggalaxerna i Lokala galaxhopen som finns i riktning mot stjärnbilden Cassiopia. En vacker bild av en dvärggalax.

Mycket gamla galaxer samlas.

 

Nya bilder av denna fyrkant av dvärggalaxer kallad Hickson Compact Group 31 tagna av NASAs Hubble Space Telescope visar ett fönster in i universums ungdom då uppbyggnaden av stora galaxer genom att mindre slogs samman inte var så ovanligt. Hickson Compact Group 31  (NGC 1741 group)  består av 8 galaxer och finns 166 miljoner ljusår bort i stjärnbilden Eridanus (Floden).

Astronomer har i årtionden vetat att dessa dvärggalaxer gravitationellt dras mot varandra. Deras  spiralformer har sträckts ut och mellan dem ses långa strömmar av gas och damm. Det ljusaste objektet i Hubble-bilden av dessa är två kolliderande galaxer. Hela systemet glöder som en eldstorm av stjärnfödelse vilket beror på att vätgas komprimeras av de nära mötena mellan galaxerna och då kollapsar vilket får vätgasen efterhand att bilda nya stjärnor.

Hubble-observationerna härifrån har lagt till viktiga ledtrådar till historien om denna interagerande grupp av galaxer så astronomer nu kan avgöra när t gravitationskraften mellan dessa galaxer uppkom och förutsäga en framtida sammanslagning.

"Vi hittade de äldsta stjärnorna i några av de klotformiga stjärnhoparna (dvärggalaxerna). Stjärnhopar av en ålder av cirka 10 miljarder år. Därför vet vi att systemet har funnits ett tag", säger astronomen Sarah Gallagher vid University of Western Ontario i London, Ontario, ledare för Hubble-studien.

– De flesta liknande dvärggalaxer som dessa interagerade(drogs samman) för flera miljarder år sedan, men denna grupp samlas för första gången. Processen har pågått i högst några hundra miljoner år. Det är ett extremt sällsynt lokalt exempel på vad vi tror var en ganska vanlig händelse i det tidiga universum, säger Gallagher. Jo så sant genom historien har en del dvärggalaxer krockat eller dragits in i Vintergatan och så sker ännu i dag (min anm.).

Överallt där astronomerna såg in i  denna grupp fann de partier av nya stjärnkluster och regioner av stjärnfödelse. Hela systemet är rikt på vätgas (grundmaterialet till ny stjärnbildning). Gallagher och hennes team använde i sitt arbete Hubbles Advanced Camera for Surveys för att kunna se in i de yngsta och ljusaste av dessa kluster vilket gjorde det möjligt att beräkna hoparnas åldrar, spåra stjärnbildningshistoriken och utreda om galaxerna genomgår de sista stadierna av galaxkonstruktion.

Analysen förstärktes med infraröd data från NASAs Spitzer Space Telescope och ultraviolett observationer från Galaxy Evolution Explorer (GALEX) inklusive NASAs Swift-satellit. Data som hjälpte astronomerna att mäta den totala mängden stjärnbildning i systemet.

Hubble avslöjar att de ljusstarkaste hoparna innehåller minst 100000 stjärnor och har en ålder av under 10 miljoner år.

Varför interagerar galaxerna först nu? Kanske, säger Gallagher eftersom systemet ligger i en region med lägre densitet i universum. Att träffas tog miljarder år längre tid dör dessa än det gjorde för galaxer i  stjärnrikare områden som i Vintergatan och dess närhet.

Hickson Compact Group 31 är en av 100 kompakta galaxgrupper katalogiserade av den kanadensiske astronomen Paul Hickson.

Gallaghers resultat visas i februarinumret av The Astronomical Journal.

Bild vikipedia på den ovan omtalade Hickson Copact Group 31.

I Vintergatans närområde dvärggalaxerna Draco och Bildhuggargalaxen

I två separata studier med NASA: s kommande James webb rymdteleskop planerar ett team av astronomer att iaktta dvärggalaxerna Draco och Sculpturgalaxen (Bildhuggargalaxen). 


James webb rymdteleskop är ännu inte i gång men blir världens främsta rymdteleskop när det lanseras 2021.


Dvärggalaxer finns i ett antal vid de flesta galaxer, i mer eller mindre stort antal. Vi har ett flertal gånger i denna blogg diskuterat de kända Stora och Lilla Magellanska molnen som finns i Vintergatans närområde. Men det finns fler än dessa därute i Vintergatans närområde. Bland annat de nämnda här ovan.


 Studierna som planeras framåt innefattar Inte bara Bildhuggargalaxen och Draco utan även vår granngalax Andromedagalaxen och dvärggalaxer där.


Studiernas syfte är att  lära mer om galaxbildning och egenskaperna hos mörk materia den mystisk substans som tros vara cirka 85% av materien i universum.


I den första studien ska forskarlaget söka kunskap om mörk materia genom att mäta rörelserna av stjärnorna i de två dvärggalaxerna till Vintergatan (de nämnda två ovan).

I den andra studien kommer de att undersöka rörelserna av fyra dvärggalaxer runt vår närmsta galaktiska granne Andromedagalaxen. Detta kommer att bidra till att avgöra om någon av Andromedagalaxens satellitgalaxers omloppsbanor går runt galaxen som planeterna gör i vårt solsystem eller inte.  Om de gör det skulle det få viktiga konsekvenser för förståelsen av galaxbildning.


Den ansvarige forskaren för båda programmen är Roeland van der Marel som har sin arbetsplats vid rymdteleskopet vid Science Institute (STScI) i Baltimore, Maryland.

Van der Marel och hans team planerar att studera fyra dvärgalaxer vilka rör sig runt Andromeda för att avgöra om de är grupperade inom ett plant plan i rymden (som beskrevs ovan) eller om de rör sig runt Andromeda i alla riktningar.


Till skillnad från det första observationsprogrammet ska i andra programmet laget inte mäta hur stjärnorna inne i dvärggalaxerna rör sig utan enbart avgöra hur dvärggalaxer som helhet rör sig runt Andromeda. Detta kommer att ge insikter i den process där stora galaxer bildas genom anhopning och ackumulering av mindre galaxer och hur det fungerar.


Studien förväntas lösa mysterier i vårt solsystem liksom i andra solsystem och ursprunget till vårt universum och vår plats i den. Programmet som med hjälp av James Webb observatorium är ett internationellt program som leds av NASA med dess partner ESA (European Space Agency) och Canadian Space Agency.

För mer information om programmet läs här.

Bild på Bildhuggargalaxen från vikipedia.

Det svarta hålet i centrum av små galaxer kan stoppa nya stjärnbildningar

Svarta hål i mitten av små dvärggalaxer kan bromsa eller till och med att förhindra bildandet av nya stjärnor i galaxen. Anledningen är de kraftfulla rörelser av gas som sker här, säger forskare från University of California. Detta förtryckande av stjärnformation kan ha en markant inverkan på utvecklingen i en dvärggalax av stjärnbildning.


Resultatet verkar som man vet i dag bekräfta den långvariga misstanken om att supermassiva svarta hål i galaxens centrum kan påverka dvärggalaxens tillväxt.

Forskningen ger ett överraskande resultat. Rörelsen vid det svarta hålet är starkare än man antaget. Detta innebär att modeller av stjärnbildningsprocesser i dvärggalaxer kan kräva en omtolkning.


"Dvärggalaxer är de minsta galaxerna där vi direkt ser vindar i form av gas som strömmar upp till 1 000 kilometer per sekund vad som orsakar dessa kraftfulla vindar vet vi inte”, säger Manzano-King och  pekar på det material som matas in mot det svarta hålet. Detta material bestående gas och damm bildar en anhopning (skiva) runt det svarta hålet. I denna skiva som gradvis matar det svarta hålet sker en våldsam friktion och enorma tidvattenkrafter som värmer materialet. Detta frigör strålningsenergi som knuffar gas ut ur galaxens centrum ut från galaxen. Då ett minskat gasutbud ger mindre materia till stjärnbildning blir det ingen eller minskad sådan i galaxen.


Bild på Lilla Magellanska molnet ett exempel på en liten galax på bilden ses även Stora Magellanska molnet båda galaxerna ses från södra stjärnhimlen till vänster i bild. Övrig stjärnhop är en del av Vintergatan.

En liten galax med ett överraskande litet svart hål i centrum

När ett team av astronomer mätte det svarta hålet i mitten av dvärggalaxen NGC 4395 vilken finns 14 miljoner ljusår bort i riktning mot stjärnbilden Jakthundarna blev förvåningen stor.


Deras beräkningar utefter erfarenhet av svarta hål i en galax visade sig inte stämma här. Det svarta hålet här var 40 gånger mindre än man antaget.  Men likväl hade det fortfarande 10 000 gånger massan av vår sol något man beräknat det skulle ha.

Nu måste man vara mindre självsäkra på vad som finns i dvärggalaxers centrum. Man vet inte ens säkert om alla dvärggalaxer har ett svart hål i centrum.


All erfarenhet visar dock (ännu) att det finns ett supermassivt svart hål i mitten av varje galax som är lika stor som eller större än Vintergatan. Men vi kan inte ännu med säkerhet såga om samma sak gäller alla dvärggalaxer (kanske vi ska vara försiktiga med att säga så om större galaxer också min anm.)


Gallo heter en av medförfattarna till en rapport där ovanstående beskrivs och som publicerades nyligen i tidskriften nature astronomy.  Hon säger att ha data på storleken av mindre svarta hål kanske kan hjälpa till att förklara mysteriet med hur några av de stora supermassiva svart hålen verkar ha en uppförstorad effekt av den galax där de finns. Ju större galax desto större svart hål. Kanske finns ett samband med detta. Men varför?


Bilden är på ovannämnda galax.

En dvärggalax har hittats som har visat sig ha haft kannibalbeteende

Ett team på Instituto de Astrofísica de Canarias (IAC) har upptäckt ett nytt fall av vad som kan kallas galaktisk kannibalism. 


Det är inget ovanligt att galaxer uppgår i varandra och därmed bildar en större galax. Det ovanliga i detta fall är att en mycket liten galax har dragit till sig en mycket liten galax och ändå kan ses som en dvärggalax.


Sextans A heter den galax vilken gjort detta och vars massa är några 100.000 gånger mindre än Vintergatans.


Namnet Sextans A kommer från att den är granne med dvärggalaxen Sextans B vilken också är intressant. Denna har nämligen fem planetariska nebulosor vilket innebär att Sextans B är en av de minsta galaxer där planetariska nebulosor har observerats. Att här då finns fem stycken i denna lilla galax är mycket unikt.


Men Sextans A vilken detta inlägg behandlar visar på kannibalism. Kannibalism av en annan dvärggalax och vad som visar att så skett är olikheten av stjärnor i Sextans A.


Vid spektralanalys av stjärnor i galaxen fann man att den rumsliga fördelningen av blå metallfattiga stjärnor låg i regelbundna runda formationer, medan röda metallrika stjärnor fanns i elliptiska och oregelbundna formationer och banor koncentrerade åt nordöstra sidan av galaxen.

Sextans A-B finns i galaxhopen Sextanten. 


Förklaringen till detta bör vara att två galaxer sammanfogats vid en kollision och att de metallrika och metallfattiga stjärnorna inte kommer från samma galax.


Men det är en teori. Vi tolkar utefter det paradigm vi har inom vetenskapsteorin just nu. Men en dag kan som tidigare skett ett nytt paradigm behövas. Inget är säkert utan vi tolkar efter den rimligaste sanning vi just nu upplever verkligheten genom.


Men ännu finns gåtor som inte kan förklaras med det vetenskapsparadigm vi just nu arbetar utefter.  Och fler och fler motsägelser uppkommer hela tiden. Till slut kommer dessa anomalier (motsägelser) att resultera i ett nytt paradigm att arbeta utefter. Det har skett tidigare och kommer säkert att ske igen.


Bilden är på ovannämnda Sextans A galaxen vilken finns i Sextantens stjärnbild i lokala galaxhopen 4,3 ljusår bort.

Dvärggalaxer är vanliga däruppe och här kan stjärnbildning effektivt stoppas. Men allt hålls samman av den mörka materian. Galaxer stjärnor och du och jag.

Galaxer av som vi kan kalla medelstorlek likt vår Vintergatan är femtio gånger ovanligare än dvärggalaxer för att inte tala om jättegalaxer.

I varje galax finns en mittdel där ett svart hål huserar och drar till sig näraliggande damm eller gas.

Problemet för stjärnbildning i galaxer är att det just därför kan bli ett stopp av detta i dvärggalaxer. Detta då dessa är små och det svarta hålet kan tömma stjärnbildningsmaterialet  genom att dra till sig materia och det mer och mer när hålet blir starkare med tiden. Det är i centrum av galaxer merparten av materia finns för bildande av nya stjärnor. Det finns inte så stora utrymmen i dvärggalaxer för rörelser av materia som i större galaxer därav kan stopp av stjärnbildning därför ske.

Därför är det mer vanligt att denna process upphört  av ovanstående anledning än att denna bildning upphört i andra galaxer.

En annan intressant sak om galaxer och solsystem är den mörka materien vilken ännu ej upptäckts mer än av dess effekter. Sökandet fortsätter. Men det är denna och troligast med hjälp av den mörka energin som galaxerna hålls på plats så de inte vibrerar exempelvis. Den ska även hålla solsystemen på sin plats enligt teorin. Man kan enligt mig se den lite som den gamla antika tron på etern. Kanske skulle dessa två mörka tillstånd (mörk materia och mörk energi)  kallas etern tillsammans. OBS bara en tanke.

Men idag har den svarta materian börjat ses som den materia som håller allt på plats. För bara något årtionde sedan var det inte en så accepterad uppfattning som den börjar bli numera. Forskning och Framtids tidningen jag tror det var nr 7 i fjol skrev om den mörka materian och jakten på den med nya metoder.

Bilden är på dvärggalaxen IC10 vilken ingår i den lokala galaxhopen innehållande ca 40 galaxer och även vår Vintergatan där vi finns.

Dvärggalaxer med stora svarta hål i centrum är ett av universums olösta mysterier

Små dvärggalaxer med stora svarta hål i centrum har länge förundrat astronomerna.

Små galaxer brukar ha mindre svarta hål i dess centrum än stora galaxer.  Men det finns undantag.

Dvärggalaxer med otroligt kompakta svarta hål av betydligt större omkrets än man kan vänta sig i en dvärggalax.

Nu har forskare tänkt sig en lösning på detta. Lösningen är att dessa galaxer inte varit små från början. Istället har de hamnat på banor där deras stjärnor stulits från andra galaxer.

För att förstå hur detta kan ha skett har university of Utah bland annat lagt ut en film som visar hur detta kan ha skett. Se denna länk.

gigantiska dvärggalaxer finns

Dvärggalaxer är galaxer med betydligt mindre stjärnor än i galaxer av Vintergatans storlek.

Men det finns dvärggalaxer vilka ändå kan ses som jättelika i förhållande till antalet stjärnor. Detta då de utbreder sig över områden stora som Vintergatan. Områden vilka är glesa på stjärnor men likväl ska ses som en egen galaxhop.

Numera anses det att dessa galaxer av dvärgtyp från början varit mindre än idag men genom supernovaexplosioner i dess centrum och mörk materias rörelser har avståndet mellan dess stjärnor ökat och galaxen expanderat.

Idag är dessa galaxer svaga och diffusa och svåra att upptäcka men de finns därute och täcker med sitt låga antal av stjärnor stora områden vilka ska ses som en sammanhållen gles galaxhop.

854 sådana galaxhopar har upptäckts i Coma galaxhop vilken täcker en stor del av stjärnbilden Berenikes hår.  Arbetet med ovanstående upptäckter har till stor del gjorts vid Nils Bohr institutet i Köpenhamn med hjälp av uppgifter från Subaru 8m teleskop på Hawai.

Dvärggalaxerna i Vintergatans närhet på väg in i Vintergatan

De galaxer det handlar om är synliga på södra halvklotet och heter Stora och Lilla Magellanska molnet och finns mellan stjärnbilderna Svärdfisken och Taffelberget.

Troligen har dessa små galaxer med en stor andel vätgas och mindre fast materia en gång varit en enda galax. Det anses att Vintergatan kan ha varit anledningen till att det blev två när galaxen kom för nära Vintergatan och då slets itu.

En gång i framtiden kan de istället bli en del avVintergatan.

Megallanska molnen ingår i den lokala galaxhop som finns i vår närhet. I storleksordning är dessa Andromedagalaxen, Vintergatan, Triangelgalaxen och Magellanska molnen.