Một bài báo mới được trình bày trong tuần này Hội nghị của Hiệp hội Thiên văn học Hoa Kỳ hứa hẹn sẽ tỏa sáng một số ánh sáng, có thể nói, về việc theo đuổi vật chất tối trong các thiên hà riêng lẻ. Mô hình vật chất tối lạnh hiện tại trong Vũ trụ cực kỳ thành công khi lập bản đồ chất bí ẩn trên quy mô lớn, nhưng không phải trên quy mô thiên hà và tiểu thiên hà. Đầu ngày hôm nay, Tiến sĩ Sukanya Chakrabarti của Đại học Florida Atlantic đã mô tả một cách mới để lập bản đồ vật chất tối bằng cách quan sát các gợn sóng trong các đĩa hydro của các thiên hà lớn. Công việc của cô cuối cùng có thể cho phép các nhà thiên văn học sử dụng các quan sát của họ về vật chất thông thường để thăm dò sự phân bố vật chất tối trên quy mô nhỏ hơn.
Các thiên hà xoắn ốc thường bao gồm một đĩa, được tạo thành từ vật chất (baryonic) bình thường và chứa phần phình trung tâm và nhánh xoắn ốc, và một quầng sáng bao quanh đĩa và chứa vật chất tối. Trong những năm gần đây, các cuộc khảo sát như THING (được thực hiện bởi NRAO Very Large Array) đã được thực hiện để phân tích sự phân phối hydro trong các đĩa thiên hà gần đó. Năm ngoái, Tiến sĩ Chakrabarti đã sử dụng các cuộc khảo sát như vậy để nghiên cứu cách các thiên hà vệ tinh nhỏ ảnh hưởng đến các đĩa của các thiên hà lớn hơn như M51, Thiên hà Xoáy nước. Nhưng giải thưởng thực sự nằm ở việc điều tra những gì các nhà thiên văn học có thể nhìn thấy. Chakrabarti nhận xét, từ những năm 70, chúng ta đã biết từ những quan sát về đường cong xoay phẳng mà các thiên hà có quầng sáng vật chất lớn, nhưng có rất ít tàu thăm dò cho phép chúng ta tìm ra cách nó phân bố. Bây giờ cô đã mở rộng nghiên cứu của mình để làm điều đó.
Các nhà thiên văn học tin rằng sự phân bố mật độ của vật chất tối phụ thuộc vào một tham số gọi là bán kính tỷ lệ. Khi nó bật ra, việc thay đổi tham số này ảnh hưởng rõ rệt đến hình dạng của đĩa hydro thiên hà khi ảnh hưởng của việc truyền các thiên hà lùn.
Chunkrabarti cho biết, Ripple trong các đĩa khí bên ngoài hoạt động như một tấm gương phân phối vật chất tối bên dưới. Bằng cách thay đổi bán kính quy mô của vầng hào quang vật chất tối M51, Chakrabarti có thể thấy nó sẽ ảnh hưởng đến hình dạng và sự phân phối hydro nguyên tử trong đĩa của nó như thế nào. Cô phát hiện ra rằng bán kính quy mô lớn làm phát sinh các thiên hà với quầng sáng vật chất tối dần dần khuếch tán hơn khi nó kéo dài dọc theo chiều dài của đĩa. Điều này làm cho hydro trong đĩa bị quấn rất lỏng quanh phần phình trung tâm của thiên hà. Ngược lại, bán kính quy mô nhỏ có cấu hình mật độ rơi xuống dốc hơn nhiều.
Các cấu hình mật độ của Steeper có hiệu quả hơn trong việc nắm giữ ‘công cụ của họ, 346, Chakrabarti đã giải thích, do đó họ có một hình dạng xoắn ốc được bao bọc chặt chẽ hơn nhiều.
Bản đồ phân bố vật chất tối trong quầng sáng của M51 của Chakrabarti phù hợp với các mô hình lý thuyết hiện có, khiến cô tin rằng phương pháp này có thể cực kỳ hữu ích cho các nhà thiên văn học cố gắng thăm dò chất vô hình khó nắm bắt chiếm gần một phần tư Vũ trụ của chúng ta . Một bản in sẵn của bài báo của cô có sẵn trên ArXiv.
