Varje galax tros bildas i mitten av en halo av mörk materia – en region av gravitationellt bunden materia som sträcker sig långt bortom galaxens synliga gränser. Stjärnor bildas när gravitationen inom halos av mörk materia drar in gas, men astrofysiker vet ännu inte om det finns stjärnfria halos av mörk materia.
Nu har Ethan Nadler, en beräkningsastrofysiker vid UC San Diego, beräknat massan under vilken halos misslyckas med att bilda stjärnor. Detta arbete utfördes med hjälp av analytiska förutsägelser från galaxbildningsteori och kosmologiska simuleringar.
Studien, som har titeln ”The Impact of Molecular Hydrogen Cooling on the Galaxy Formation Threshold ”, publicerades i The Astrophysical Journal Letters och leddes av Ethan Nadler.
”Historiskt sett har vår förståelse av mörk materia varit kopplad till dess beteende i galaxer. En upptäckt av helt mörka halos skulle öppna upp ett nytt fönster för att studera universum”, säger Nadler.
Tidigare trodde man att tröskeln för stjärnbildning låg mellan 100 miljoner och 1 miljard solmassor på grund av nedkylning av atomär vätgas. Nadlers forskning visar att stjärnbildning kan ske i halos ned till 10 miljoner solmassor genom kylning av molekylärt väte.
Rubinobservatoriet kommer att tas i drift senare i år och JWST gör redan observationer av vårt universum som saknar motstycke, vilket innebär att det snart kommer att finnas nya data som kan testa dessa förutsägelser och avslöja om det finns helt mörka halos. Detta kan få långtgående konsekvenser för kosmologin och den mörka materians natur.
För mer information: The Impact of Molecular Hydrogen Cooling on the Galaxy Formation Threshold, The Astrophysical Journal Letters (2025). DOI: 10.3847/2041-8213/adbc6e
