Será que estamos à beira de encontrar matéria escura? Simulações de como o universo cresceu revelam "halos", que pode conter o material elusivo

 
A nova simulação pode revelar como as galáxias e a matéria escura foram formadas no início do universo. Aqui, o gás mostra bolhas quentes (cores vermelho) que cercam grandes galáxias, conectados por filamentos mais frios (cores azul e verde). As inserções mostram a distribuição de gás, estrelas e matéria escura.

Os astrônomos estão mais perto do que nunca de resolver um dos maiores mistérios do universo.
A busca por matéria negra deu mais um passo para a frente graças a novas simulações de um supercomputador que mostram como o nosso "universo local" cresceu a partir do Big Bang 13.798 bilhões de anos atrás, até os dias atuais.

Os físicos afirmam suas simulações mostram que "halos" de matéria que se formaram como o universo se desenvolveu pode ser uma evidência da substância elusiva.

Os cientistas acreditam que esses aglomerados de matéria escura, ou halos, que surgiu a partir do universo primordial é um gás intergaláctico preso e se tornou o local de nascimento de galáxias.

Teoria cosmológica prevê que nossa vizinhança cósmica deve ser repleta de milhões de pequenos halos contendo galáxias, mas apenas algumas dezenas de tais pequenas galáxias têm sido observadas em torno da Via Láctea.'Eu tenho perdido o sono por isso nos últimos 30 anos ", disse o professor Carlos Frenk, Diretor do Instituto da Universidade de Durham para Computacional Cosmologia.

"A matéria escura é a chave para tudo o que sabemos sobre as galáxias, mas ainda não sei a sua natureza exata."A compreensão de como as galáxias se formaram detém a chave para o mistério da matéria escura.Um dos maiores mistérios é por isso que não é uma galáxia em cada halo.
Os pesquisadores acreditam que suas simulações Durham responder a esta questão, mostrando explicitamente como e por que milhões de halos em torno de nossa galáxia vizinha Andrômeda e não conseguiu produzir galáxias e tornou-se estéril.
Eles dizem que o gás que teria feito a galáxia foi esterilizado pelo calor das primeiras estrelas que se formaram no Universo, e foi impedido de arrefecimento e se transformando em estrelas.No entanto, alguns halos conseguiu contornar essa fornalha cósmica pelo crescimento precoce e rápido o suficiente para manter o seu gás e, eventualmente, formar galáxias.

Nesta animação, um vôo por 13 bilhões de anos de história cósmica nos leva a "nossa" Grupo Local na simulação Águia. A mudança de cores indica como estrelas aquecer o gás intergaláctico a altas temperaturas.


A simulação é a esperança de resolver o mistério de por que não há uma galáxia em cada halo de matéria escura. Aqui as galáxias visíveis na simulação de Grupo Local, mostradas no canto inferior direito, apenas traçar uma pequena fração do grande número de halos de matéria escura, revelado no canto superior esquerdo

Os resultados, apresentados na Reunião Nacional de Astronomia Royal Astronomical Society em Portsmouth, foram financiados pela Ciência e Tecnologia Conselho do Reino Unido Instalações (STFC) e do Conselho Europeu de Investigação.

"Nós aprendemos que a maioria dos halos de matéria escura são bastante diferente do" poucos escolhidos ", que são iluminadas pela luz das estrelas, 'Professor Frenk continuou, referindo-se a alguns que contêm estrelas e alguns que não o fazem.
"Graças aos nossos simulações sabemos que, se nossas teorias da matéria escura estão corretas, então o universo que nos rodeia deve estar cheio de halos que não conseguiram fazer uma galáxia.
"Talvez os astrônomos, um dia descobrir uma maneira de encontrá-los."
O pesquisador chefe, Até Sawala, no Institute for Computational Cosmology, da Universidade de Durham, disse que a pesquisa foi a primeira a simular a evolução do nosso "Grupo Local" de galáxias.
Este é um grupo de mais de 54 galáxias que inclui Andrômeda ea Via Láctea.
"O que temos visto em nossas simulações é um gol cósmica", disse o Dr. Sawala.
"Nós já sabíamos que a primeira geração de estrelas emitida radiação intensa, aquecimento a gás intergaláctico a temperaturas mais quentes do que a superfície do sol.
"Depois disso, o gás é tão quente que ainda formação de estrelas fica muito mais difícil, deixando halos com pouca chance de formar galáxias.
"Fomos capazes de mostrar que o aquecimento cósmico não era simplesmente uma loteria com alguns vencedores.
"Em vez disso, era um rigoroso processo de seleção e apenas halos que cresceram rápido o suficiente estavam aptos para a formação de galáxias. "

Os achados de Universidade de Durham foram financiados pelo Conselho de Ciência e Tecnologia do Reino Unido Instalações (STFC) e do Conselho Europeu de Investigação. A equipe usou o Dirac Cosmologia Machine, na foto, para criar a simulação. Ele tem 6.720 núcleos Intel Xeon e 53.760 gigabytes de memória RAM.

O olhar close-up no Grupo Local faz parte do projeto maior águia actualmente em curso pelos cosmólogos da Universidade de Durham e da Universidade de Leiden, na Holanda.
Eagle é uma das primeiras tentativas de simular o que aconteceu desde o Big Bang até os dias atuais na formação de galáxias no universo.
Por olhando para o universo virtual, os pesquisadores encontrar galáxias que parecem notavelmente parecida com a nossa, rodeado por inúmeros halos de matéria escura, apenas uma pequena fração dos quais contêm galáxias.
A simulação levou-Durham foi realizado no 'Machine Cosmology', que é a parte da instalação Dirac nacional de supercomputação para pesquisas em astrofísica e física de partículas financiado pelo Departamento para Negócios, Inovação e Habilidades através do STFC.
A Máquina Cosmologia - baseado na Universidade de Durham - tem mais de 5.000 vezes o poder de processamento dos computadores típicos, e mais de 10.000 vezes a quantidade de memória.