暗黒物質の謎に迫るシミュレーション
矮小銀河が形成される様子。拡大されているのは、その銀河の中心部(直径2000光年)。
星の運動に伴ってガスが動いている。
Image: S. Mashchenko、J. Wadsley、H. M. P. Couchman
暗黒物質の概念は研究者たちに広く受け入れられている。暗黒物質は目に見えず、
のところ観測不能だが、宇宙に存在する物質の質量の大半を占めると考えられているものだ。
天文学者たちは、暗黒物質そのものではなく、それがもたらす効果を観測し、
目に見えないこの物質が、実際にはどこに存在するのかを推測してきた。
だが、そこで1つの問題に直面する。
暗黒物質に関する主流モデルである「冷たい暗黒物質」の理論に従えば、
諸銀河の中心部には、観測データが示すより
はるかに多くの暗黒物質が存在するはずだと考えられるのだ。
ところがこのほど、実はこの問題は
それほど難しいものではないかもしれないという主張が行なわれた。
この主張は、矮小銀河[数十億個以下の恒星からなる小さな銀河]の
初期形成をスーパーコンピューターでシミュレーションしている研究者たちによるものだ。
彼らはシミュレーションにおいて、初期に起こったガス雲と
暗黒物質との激しい相互作用の効果をモデル化した。
高密度ガスの大半は大質量星になり、その一生の終わりに超新星と呼ばれる爆発を起こす―
―そしてこのプロセスが、実際に宇宙から得られる観測結果の説明になっているのだというのだ。
「こういった大爆発の衝撃によって、星間ガス雲はその銀河の中心部を行ったり来たりする」
と、この研究論文の主執筆者を務めたマクマスター大学の研 究員、
Sergey Mashchenko氏はリリースの中で述べている。
「高分解能モデルを使って行なったきわめて正確なシミュレーションの結果、
浴槽の水におけるようなこ の『揺れ』の効果によって、
暗黒物質の大半がその銀河の中心から押し出されたことが示された」
このシミュレーションは、複数の学術研究機関からなる高性能コンピューター・ネットワーク『SHARCNET』(Shared Hierarchical Academic Research Computing Network
：学術研究のための共有、階層型コンピューター・ネットワーク)を利用して行なわれた。
研究成果をまとめた論文は、『Science』オンライン版に
11月29日付けで掲載されている[フルテキストは有料]。
マクマスター大学のプレスリリース『研究者が宇宙の難問を解明』を参考にした。