|
Kozmolozi sa sveučilišta Durham (Engleska) računalnim su simulacijama pokazali kako su različiti kandidati za tamnu materiju mogli utjecati na nastanak prvih zvijezda nakon Velikog praska.
Premda o prirodi tamne materije malo toga znamo, njena se nazočnost u svemiru čini nepobitnom. Nalazi se u galaksijama, jatima galaksija te među njima, mjerljivi su tek njeni gravitacijski učinci. Danas među kozmolozima postoji velika dilema, da li je tamna materija hladna ili topla. S tim pojmovima zapravo označavamo brzinu još nepoznatih čestica koje tvore tamnu materiju.
Hladna tamna materija, na engleskome cold dark matter (CDM), sastoji se od masivnih čestica koje imaju malu brzinu u usporedbi s brzinom svjetlosti. Manje masivne čestice koje čine toplu tamnu materiju, engl. warm dark matter (WDM), putuju znatno većim brzinama. Svojedobno je bila „u igri“ i takozvana vruća tamna materija, engl. hot dark matter (HDM), koju bi tvorile čestice koje se gibaju vrlo velikim brzinama usporedivim s brzinom svjetlosti. Međutim novija astronomska opažanja odbacila su mogućnost njenog postojanja.
| Kliknite na ilustraciju | |
 |
Grafički prikaz računalne simulacije zgušnjavanja tamne materije u mladom svemiru. U slučaju hladne tamne materije (a) nastaju vlakna koja se raspadnu na sferične strukture. U slučaju tople tamne materije (b) vlakna bivaju očuvana. Na slici c prikazana je temperatura, a na slici d gustoća plinastih oblaka, koji se kondenziraju duž vlakna, označenog okvirom na slici b. Od tog su plina, naravno u računalnom modelu, nastale prve zvijezde s razmjerno malom masom (ilustracija: Volker Springel/Durham University/Science). |
Najnoviji računalni modeli hladne materije upućuju na zaključak da se tamna materija u mladom svemiru morala kondenzirati u manje kuglasto simetrične strukture. Ta zgušnjenja su svojom gravitacijom privukla vidljivu materiju i zvijezde bi nastajale na prilično velikim međusobnim udaljenostima. U tom slučaju nastajale bi divovske zvijezde s masom većom od 100 Sunčevih masa.
S druge strane model tople tamne materije govori nam da se ona zgusnula u dugim vlaknima, duž kojih su potom nastale zvijezde, gusto raspoređene kao biseri na ogrlici. U tom modelu vlakna su dugačka približno 9000 svjetlosnih godina, prosječna masa zvijezda nije veća od 10 Sunčevih masa.
Iz ovoga proizlazi da bi promatranja starih zvijezda mogla poslužiti kao test za određivanje tipa tamne materije u svemiru. U slučaju hladne varijante prvotnih zvijezda više nema, jer su zbog velike mase još davno završile svoj životni ciklus. No, u slučaju tople tamne materije neke od tih zvijezda još bi mogle postojati. Njihovo otkriće razriješilo bi barem jednu nepoznanicu o tamnoj materiji.
Računalne simulacije su pokazale još jednu
zanimljivost koja je povezana s nastankom
masivnih crnih jama u jezgrama galaksija. U
modelu tople tamne materije crne jame nastaju
stapanjem zvijezda u najgušćim predjelima
vlakana, dok u hladnom modelu nastanak crnih
jama nije zamijećen.
