Penelitian: semua galaksi disk di alam semesta berputar dengan periode yang sama

Terlepas dari ukuran dan massa, semua galaksi disk di Semesta membuat satu revolusi lengkap di sekitar porosnya dalam waktu sekitar 1 miliar tahun. Kesimpulan ini dibuat oleh sekelompok astrofisikawan dari Pusat Internasional untuk Penelitian Astronomi Radio (ICRAR) dari University of Western Australia. Seperti yang tertulis dalam siaran pers tentang hasil penemuan, dalam hal ini, galaksi disk dapat dibandingkan dengan jam ruang.

Galaksi cakram termasuk lenticular dan spiral, seperti Bima Sakti kita atau galaksi Andromeda di dekatnya.

Sesuai dengan model kosmologis standar modern CDM (Cold Dark Matter), sifat struktural dan dinamis utama dari halo galaksi (komponen halo-bola yang tidak terlihat dari galaksi, termasuk materi gelap dan mengandung sebagian besar galaksi) dan cakram (bagian yang terlihat) mematuhi yang sederhana rasio skala virial. Properti ini biasanya didefinisikan sebagai jari-jari. $$$R$kecepatan putaran $$$V$dan massa $$$M$. Atau, sebagai opsi, kecerahan $$$L$sebagai proxy untuk massa. Keseimbangan virial untuk halo dihormati sebagai $$$V$untuk $$$R$dan untuk $$$M ^ {1 \ lebih dari 3}$. Tentu saja, materi gelap tidak diamati secara langsung, namun, hubungan skala diamati melalui sifat baryon, meskipun eksponen dalam hukum kekuatan hubungan ini tidak persis sesuai dengan model untuk halo.

Paling sering, dalam praktiknya, rasio skala kecepatan dan luminositas, lebih dikenal sebagai ketergantungan Tully - Fisher, digunakan . Ini adalah hubungan yang diturunkan secara empiris antara massa (luminositas) galaksi spiral dan kecepatan rotasinya. Fisika Baryonic sangat kompleks, ia memperhitungkan banyak faktor yang dapat mempengaruhi dan mengubah semua hubungan skala. Sebagai contoh, inti aktif dari galaksi dapat mendistribusikan kembali baryon, dan dalam prosesnya menyeret materi gelap ke dalam distribusi baryon, karena itu semua hubungan di atas terdistorsi.

Meskipun rasio kecepatan rotasi dan luminositas sering disebutkan, rasio kecepatan dan radius rotasi belum mendapat banyak perhatian sejauh ini. Mungkin di sini situasinya diperumit oleh sulitnya mengukur jari-jari pada skala radial.

Dalam sebuah karya baru, para ilmuwan digunakan untuk mengukur rasio skala untuk $$$R$bukan skala radial, seperti pada karya-karya sebelumnya, tetapi jari-jari luar galaksi - dan menunjukkan bahwa dalam hal ini ada hubungan yang hampir linier $$$Rv$.

Kecepatan rotasi melingkar terkait dengan jari-jari semua galaksi yang diamati, yang berbeda dalam ukuran dan kecepatan putaran melingkar sebanyak 30 kali: dari galaksi tak beraturan kerdil hingga galaksi spiral raksasa.


Rasio jari-jari dan kecepatan lingkaran pada skala logaritmik

Dengan kata lain, semua galaksi disk benar-benar bekerja seperti jam, membuat revolusi sekitar 1 miliar tahun, jika diukur di sepanjang tepi disk mereka.

"Menemukan pola ini di galaksi membantu Anda lebih memahami mekanisme rotasi mereka - Anda tidak akan menemukan galaksi padat yang berputar cepat, sementara galaksi lain dengan ukuran yang sama tetapi kepadatan lebih kecil berputar lebih lambat," kata Profesor Gerhardt Meurer dari Western University Australia



Benar, para peneliti membuat reservasi bahwa, untuk mengkonfirmasi hukum universal ini, pengukuran harus dilakukan pada set galaksi disk yang lebih luas untuk sepenuhnya menghilangkan bias dalam seleksi.

Selain itu, para ilmuwan mencatat bahwa di perbatasan luar piringan galaksi tidak hanya terdapat gugusan padat bintang muda dan gas antarbintang, tetapi juga sejumlah besar bintang yang jauh lebih tua yang dicampur dengan gas muda dan antarbintang. Disk galaksi memiliki batas yang cukup jelas. Mengetahui kecepatan rotasi, Anda dapat menghitung jari-jari dan dengan cepat mendeteksi batas ini.

Para penulis karya ilmiah mengatakan bahwa setelah commissioning yang lama dari teleskop radio Square Kilometer Array (SKA), mereka akan memiliki banyak sekali data tentang galaksi. Kemudian tip yang tepat di mana mencari batas-batas galaksi akan membantu dalam memproses informasi sebanyak ini.

Karya ilmiah diterbitkan pada 9 Maret 2018 dalam jurnal The Monthly Notices of Royal Astronomical Society (doi: 10.1093 / mnras / sty275, pdf ).