暗黒物質探偵は、暗黒物質についてほとんど何も知りませんが、今ではこれを知っています：古い銀河のフリンジでは、新しい銀河とは動作が異なります。
ダークマターは、宇宙では見ることができないものです。それは宇宙の大部分の質量を構成しますが、光を放出しません。しかし、それは重力ですべてを引っ張っています。宇宙のすべてが、見えない何かの大きな重い雲に引っ張られているように振る舞います。天文学者は、それが何であるかを知りません。
しかし、1月3日に英国王立天文学会の月刊通知に掲載された新しい論文は、それを絞り込むのに役立ちます。
科学者が認識している暗黒物質のほとんどは、「ハロー」、つまり銀河内の雲に存在しています。しかし、問題があります。コンピュータシミュレーションによると、これらのコアは適切に動作しません。
研究者が暗黒物質ハローの振る舞いをモデル化すると、これらの構造は通常、特定の形を形成します。天文学者はこれを暗黒物質の「カスプ」分布と呼んでいます。しかし、実際には、多くの銀河は、銀河の外側の範囲を暗黒物質が周回しているように振る舞い、目に見えない物質が多かれ少なかれ空の「コア」を取り囲んでいます。天文学者はこの不一致を「カスプコア」問題と呼んでいます。
「自己相互作用ダークマター」（SIDM）モデルと呼ばれるカスプコア問題の人気のある説明は、ダークマターが物理的に完全に外側に存在するだけでなく、直接検出および理解できることを示唆しています。それ自体は未知の力を使用しています。ダークマターとそれ自体との相互作用が通常の物質との相互作用と異なる場合、それが銀河の中心から端に向かってどのように移動したのかを説明できます。
しかし、この説明は複雑すぎるかもしれないと、新しい研究は示唆しています。
別の力が暗黒物質を銀河の中心から押し出す可能性があります：暗黒物質の加熱。それは、銀河の中心（ほとんどの新しい星が形成される場所）から暗黒物質を押し出す星形成からの強いエネルギーと風を指します。しかし、この現象の直接的な証拠はほとんどなく、たとえあったとしても、そのような加熱が暗黒物質分布のモデルと観測結果が示すものの間の不一致を説明するのに十分強力であるかどうかは明らかではありません。
しかし、この新しい論文は暗黒物質の加熱が正しい説明であることを示唆しています。
著者たちは、数十億年前に星を形成しなくなった銀河と、最近星を形成しなくなった、またはまだ星を形成している銀河の2つのカテゴリーに大別して、16個の矮小銀河を研究しました。
研究者たちは、古くて活動度の低い銀河には、暗黒物質の尖端が多い傾向があることを発見しました。より活発な銀河は空のコアを持つ傾向がありました。
新しい発見は暗黒物質の加熱が現実のものであり、暗黒物質の振る舞いに重要な役割を果たすことを示唆している、と研究者たちは書いている。ずっと前に星の形成を止めていた銀河も、銀河中心から暗黒物質を追い出すためのエネルギーが少なかった。それらの場合、暗黒物質は単純なモデルが予測すべき方法で振る舞った。より活発な星形成銀河はより多くの熱を持っていた、そしてそれはそこで暗黒物質をモデルから逸脱させた。
この発見が正しければ、劇的ではないが、暗黒物質の可能性を絞り込みます。それは、多くの新しい星がいる銀河の中心から吹き飛ばされるものでなければなりません。そしてこの結果は、物質がどのように作用するかを説明するためにあらゆる種類の奇妙な暗黒物質特性を提案する必要がないことを意味するかもしれません。
それでも、まだ確実なものはありません。研究者たちは彼らの論文で、いくつかの批判を受けている暗黒物質をシミュレートする方法に依存していることを認めた。カスプモデルとコアモデルの間のどこかにプロパティを持つ他の銀河が存在する可能性があり、新しい発見を複雑にします。
今のところ、ダークマターの探偵は、赤いひもで覆われた掲示板に別の証拠を添付することができます。
