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Milky Way and its
closest neighbors
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Center
faculty members James Bullock, Manoj Kaplinghat, and Tammy Smecker-Hane
study the details
of our own galaxy (the Milky Way) and of its close neighbors to
provide insights into the broader cosmological puzzle of structure
formation. Searches for structures in the outer galaxy and
studies of dwarf galaxies around the MIlky Way will be the subject of
many astronomical searches in the next decade, and
promise to uncover the history of how our galaxy was formed and to test
our ideas about dark matter.
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X-ray image of
the galaxy
cluster A2029
observed by the Chandra X-ray
Satellite
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This
X-ray image of the galaxy cluster A2029 observed by the Chandra X-ray Satellite reveals the
hot gas distribution (emitting at temperatures near 50 million degrees)
to be unusually smooth and regular all the way into its core. The
specially smooth configuration allows for a robust measurement of the
dark matter contribution down to scales of a few arcseconds (below 1
per cent of the cluster's "virial radius"). Our measurements of this
cluster provided important evidence against "Self-Interacting Dark
Matter" particles being an important contributor to the dark matter in
the universe.
Press
Release:
http://chandra.harvard.edu/press/03_releases/press_061103.html
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First star
formation
simulation
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Center
faculty member Elizabeth Barton is searching for traces of the first
star formation in the universe. This image shows a cosmological
simulation discussed, Barton et al. (2004). The color code
shows "Lyman-alpha" emission from massive star formation (yellow)
and the radiation given off by cooling gas (green). If, as some
theorists suggest, the earliest stars to form in the universe are ~100
times more massive than the sun, then Barton and collaborators should
be able to detect it with their planned observations.
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Carnegie-Irvine NearbyGalaxy
Survey (CINGS)
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The structural components of a galaxy bear witness to
the major episodes
during its lifecycle that have shaped it, and as such provide crucial
fossil records of the major physical processes operating in galaxy
formation
and evolution. Morphological clues have long guided our intuition about
galaxy formation. The two most conspicuous
components modulated along the Hubble sequence---the bulge and the
disk---have
been the focal points of our modern concepts of how galaxies were
assembled.
The roughly spheroidal shape of elliptical galaxies and the bulges of
spiral
galaxies, along with the recognition of their generally evolved stellar
population, signifies rapid, dissipationless collapse at an early
epoch. The r1/4 (de Vaucouleurs) profile of bulges
is often interpreted as a
signature of violent relaxation. By contrast, the flattened
configuration of an exponential disk, along with their younger,
more mixed stellar populations, readily suggests that more gradual,
dissipative
processes have been operating, and are still ongoing today.
Please visit the Carnegie-Irvine Nearby Galaxy Survey (CINGS) website for more details:
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Nature of Dark
Matter
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A majority of the mass in the universe is made up of an unknown
substance known as Dark Matter. Determining the nature of Dark
Matter is among the the biggest puzzles in science today and is one of
the primary research agendas within the Center. While astronomers
originally pointed out this problem and continue to provide valuable
insight into its behavior, it will likely be particle physicists who
ultimately solve the mystery. Astronomers and particle physicists
within the Center are working together on the Dark Matter problem by
using galaxy rotation curves and galaxy cluster observations to test
new ideas from particle physics that may explain dark matter.
Center members Jonathan Feng and Arvind Rajaraman have proposed one of
the most promising candidates, known as "SuperWIMPs". Manoj
Kaplinghat is working on how the SuperWIMP theory may be tested using
galactic observations. Center member Steve Barwick is working an
experiment called IceCube that aims to detect the dark matter directly.
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Last update: February 8, 2006
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