_ Observatorul Rubin va dezvălui materia întunecată perturbări fantomatice ale fluxurilor stelare

Fire strălucitoare de stele din jurul Căii Lactee pot oferi răspunsuri la una dintre cele mai mari întrebări ale noastre despre univers: ce este materia întunecată? Cu imagini realizate prin șase filtre de culoare diferite montate pe cea mai mare cameră construită vreodată pentru astronomie și astrofizică, viitorul Legacy Survey of Space and Time al Observatorului Vera C. Rubin va dezvălui fluxuri stelare nemaivăzute până acum în jurul Căii Lactee – și efectele revelatoare. a interacțiunilor lor cu materia întunecată.

La fel de fascinante precum râurile care sclipesc în lumina soarelui, fluxurile stelare urmăresc arcuri strălucitoare prin și în jurul galaxiei noastre natale – Calea Lactee. Fluxurile stelare sunt compuse din stele care au fost inițial legate în clustere globulare sau galaxii pitice, dar au fost perturbate de interacțiunile gravitaționale cu galaxia noastră și trase în linii lungi, de urmă.

Aceste urme subțiri de stele arată adesea semne de perturbare, iar oamenii de știință bănuiesc că, în multe cazuri, materia întunecată este de vină. Observatorul Vera C. Rubin va oferi în curând o mulțime de date pentru a ilumina fluxurile stelare, materia întunecată și interacțiunile lor complexe.

Materia întunecată reprezintă 27% din univers, dar nu poate fi observată direct , iar oamenii de știință în prezent nu știu exact ce este. Pentru a afla mai multe, ei folosesc o varietate de metode indirecte pentru a investiga natura acesteia. Unele metode, cum ar fi lentila gravitațională slabă, cartografiază distribuția materiei întunecate la scară mare în univers. Observarea fluxurilor stelare le permite oamenilor de știință să cerceteze un aspect diferit al materiei întunecate, deoarece acestea prezintă amprenta efectelor gravitaționale ale materiei întunecate la scară mică.

Observatorul Vera C. Rubin, situat în Chile, va folosi un de 8,4 metri. telescop echipat cu cea mai mare cameră digitală din lume pentru a efectua un sondaj de 10 ani al întregului cer din emisfera sudică, începând cu sfârșitul anului 2025. Datele rezultate, cu imagini realizate prin șase filtre de culoare diferite, vor face mai ușor ca niciodată pentru oamenii de știință izola fluxurile stelare printre și dincolo de Calea Lactee și examinează-le pentru semne de perturbare a materiei întunecate.

„Sunt foarte încântată de utilizarea fluxurilor stelare pentru a afla despre materia întunecată”, a spus Nora Shipp, un postdoctoral. la Universitatea Carnegie Mellon și co-convocator al Grupului de lucru Dark Matter în cadrul Observatorului Rubin/LSST Dark Energy Science Collaboration. „Cu Observatorul Rubin, vom putea folosi fluxurile stelare pentru a ne da seama cum este distribuită materia întunecată în galaxia noastră de la cele mai mari scale până la foarte mici.”

Observatorul Rubin va începe operațiunile științifice în sfârșitul anului 2025. Observatorul Rubin este un program al NSF NOIRLab, care, împreună cu Laboratorul Național Accelerator SLAC, va opera în comun Rubin.

Dovezile sugerează că un halou sferic de materie întunecată înconjoară Calea Lactee, alcătuit din aglomerări mai mici de materie întunecată. Aceste aglomerări interacționează cu alte structuri, perturbând dinamica gravitațională a acestora și schimbându-le aspectul observat. În cazul fluxurilor stelare, rezultatele interacțiunilor cu materia întunecată apar ca îndoituri sau goluri în traseele stelare.

Imaginile incredibil de detaliate ale Observatorului Rubin vor face posibil ca oamenii de știință să identifice și să examineze nereguli foarte subtile în stelele. fluxurile și astfel să deducem proprietățile aglomerărilor de materie întunecată de masă mică care le-au cauzat – chiar și prin restrângerea tipurilor de particule din care sunt formate aceste aglomerări.

„Prin observarea fluxurilor stelare, vom putea facem măsurători indirecte ale aglomerărilor de materie întunecată din Calea Lactee până la mase mai mici decât oricând înainte, dându-ne constrângeri foarte bune asupra proprietăților particulelor materiei întunecate”, a spus Shipp.

Curenții stelare din regiunile exterioare ale Căii Lactee sunt candidați deosebit de buni pentru observarea efectelor materiei întunecate, deoarece este mai puțin probabil să fi fost afectate de interacțiunile cu alte părți ale Căii Lactee, care pot încurcă imaginea. Observatorul Rubin va putea detecta fluxurile stelare la o distanță de aproximativ cinci ori mai mare decât putem vedea acum, permițând oamenilor de știință să descopere și să observe o populație complet nouă de fluxuri stelare în regiunile exterioare ale Căii Lactee.

Fluxurile stelare sunt dificil de distins de multe alte stele ale Căii Lactee. Pentru a izola fluxurile stelare, oamenii de știință caută stele cu proprietăți specifice care indică că probabil aparțin împreună ca clustere globulare sau galaxii pitice. Ei analizează apoi mișcarea sau alte proprietăți ale acestor stele pentru a le identifica pe cele conectate ca un flux.

„Curențele stelare sunt ca șiruri de perle, ale căror stele urmăresc traseul orbitei sistemului și au o istorie comună, ", a spus Jaclyn Jensen, Ph.D. candidat la Universitatea Victoria care intenționează să folosească datele Rubin/LSST pentru cercetările sale privind progenitorii fluxurilor stelare și rolul lor în formarea Căii Lactee.

„Folosind proprietățile acestor stele, putem determinați informații despre originile lor și ce fel de interacțiuni ar fi experimentat fluxul Dacă găsim un colier de perle cu câteva perle împrăștiate în apropiere, putem deduce că ceva a apărut și a rupt sfoara."