Μια ακριβής εικόνα των νέων γαλαξιών σε απόσταση <δισεκατομμυρίων ετών φωτός μακριάΚάντε κλικ για μεγέθυνση / a>
Οι αστρονόμοι έχουν βρει σαφείς ενδείξεις ότι οι συσσωματώσεις της σκοτεινής ύλης είναι οι χώροι για τους νεογέννητους γαλαξίες περίπου δώδεκα δισεκατομμύρια έτη φωτός μακριά. Μια μόνο φωλιά σκοτεινής ύλης μπορεί να καλλιεργήσει αρκετούς νέους γαλαξίες. Αυτά τα αποτελέσματα από ερευνητές του Διαστημικού Τηλεσκοπικού Επιστημονικού Ινστιτούτου, του Εθνικού Αστρονομικού Παρατηρητηρίου της Ιαπωνίας και του Πανεπιστημίου του Τόκιο επιβεβαιώνουν τις προβλέψεις της τρέχουσας κυρίαρχης θεωρίας της κοσμολογίας, γνωστή ως το μοντέλο Cold Dark Matter.
Πρόσφατες μελέτες δείχνουν ότι η σκοτεινή ύλη ζυγίζει τη συνηθισμένη ύλη κατά 7. Αν και η σκοτεινή ύλη δεν μπορεί να φανεί άμεσα μέσω ενός τηλεσκοπίου, αποκαλύπτεται στους αστρονόμους με την ισχυρή βαρυτική έλξη στα κοντινά αστέρια και το αέριο, ακόμη και τους γαλαξίες.
Οι γαλαξίες συχνά συγκεντρώνονται μεταξύ τους και πώς ομαδοποιούνται καθορίζονται κυρίως από τη βαρύτητα.
Μελετώντας πώς συσσωρεύονται οι γαλαξίες, είναι δυνατόν να προσδιοριστεί πώς κατανέμεται η σκοτεινή ύλη και πώς επηρεάζει τη γέννηση και την ανάπτυξη των γαλαξιών. Στο παρελθόν, ήταν εξαιρετικά δύσκολο να μελετηθεί η ομαδοποίηση νέων γαλαξιών. Οι νεαροί γαλαξίες εμφανίζονται λιποθυμικοί λόγω των μεγάλων αποστάσεων τους και η εύρεση αρκετών από αυτούς για να μελετήσει πώς συσπειρώθηκαν ήταν μια πρόκληση παρατήρησης.
Ο Masami Ouchi από το Space Telescope Science Institute και οι συνεργάτες του χρησιμοποίησαν το τηλεσκόπιο Subaru και την κάμερα Suprime-Cam για να μελετήσουν ένα κομμάτι του ουρανού στον αστερισμό Cetus (η φάλαινα) που ονομάζεται Subaru / XMM-Newton Deep Survey Field (SXDS). Αυτό το κομμάτι του ουρανού καλύπτει μια περιοχή πέντε φορές το μέγεθος της πανσελήνου. Λαμβάνοντας βαθιές και ευαίσθητες εικόνες του πεδίου σε τρία χρώματα ορατού φωτός, η ομάδα SXDS μπόρεσε να βρει περίπου δεκαεπτά χιλιάδες (17.000) νέους γαλαξίες δώδεκα δισεκατομμύρια έτη φωτός μακριά. Αυτός ο αριθμός είναι δέκα φορές μεγαλύτερος από προηγούμενες μελέτες τέτοιων νέων γαλαξιών.
Με βάση αυτά τα δεδομένα, η ομάδα διαπίστωσε ότι:
1) Υπάρχουν πολλά ζευγάρια γαλαξιών με διαχωρισμούς κάτω των οκτακόσια χιλιάδων (800.000) ετών φωτός.
2) Ακόμα και σε μεγάλες αποστάσεις, οι γαλαξίες συσσωρεύονται έντονα.
Και τα δύο αυτά αποτελέσματα αναμένονται εάν οι γαλαξίες βρίσκονται μέσα σε συσσωματώματα σκοτεινής ύλης. Η ομάδα SXDS συνέκρινε λεπτομερώς τα αποτελέσματα παρατήρησης με τις θεωρητικές προβλέψεις που βασίζονται σε ένα μοντέλο Cold Dark Matter από το μέλος της ομάδας Takashi Hamana και διαπίστωσε ότι η μέση συσσώρευση φωλιών σκοτεινής ύλης ζυγίζει έως και εξακόσια δισεκατομμύρια (600.000.000.000) Ήλιους και ότι ένα συσσωμάτωση σκοτεινής ύλης φιλοξενεί πολλούς νέους γαλαξίες
Ανεξάρτητα, ο Nobunari Kashikawa από το Εθνικό Αστρονομικό Παρατηρητήριο της Ιαπωνίας και οι συνάδελφοί του χρησιμοποίησαν επίσης την κάμερα Suprime-Cam της Subaru για να μελετήσουν μια περιοχή ουρανού στον αστερισμό Coma Berenices (Berenice's Hair) που ονομάζεται Subaru Deep Field (SDF). Αυτό το πεδίο έχει μέγεθος μόνο μιας πανσέληνου, αλλά τα διαθέσιμα δεδομένα είναι δύο φορές πιο ευαίσθητα από τα δεδομένα πεδίου SXDS. Η ομάδα SDF βρήκε περίπου πέντε χιλιάδες (5.000) νέους γαλαξίες σε απόσταση δώδεκα δισεκατομμυρίων ετών φωτός και οκτακόσια (800) ακόμη νεότερους γαλαξίες σε απόσταση δώδεκα δισεκατομμυρίων πεντακόσια εκατομμυρίων ετών φωτός. Η ομάδα SDF κατάφερε επίσης να ελέγξει ξανά τις ταυτότητες των νέων γαλαξιών λαμβάνοντας φασματικά δεδομένα των γαλαξιών με τα τηλεσκόπια Subaru και Keck. Η ομάδα SDF απέκτησε ανεξάρτητα τα αποτελέσματα 1) +2) που περιγράφηκαν παραπάνω, και κατέληξε στο συμπέρασμα ότι ορισμένες μεμονωμένες συστάδες σκοτεινής ύλης φιλοξενούν πολλούς νέους γαλαξίες. Στις εικόνες SDF, είναι δυνατό να δείτε αρκετούς νεογέννητους γαλαξίες που συσσωρεύονται μαζί σε μια μικρή περιοχή. Συγκρίνοντας λεπτομερώς τα δεδομένα SDF με προσομοιώσεις υπολογιστών υψηλής ακρίβειας για την ανάπτυξη συσσωματωμάτων στο Cold Dark Matter από το μέλος της ομάδας Masahiro Nagashima του Πανεπιστημίου του Κιότο, η ομάδα του SDF καταλήγει στο συμπέρασμα ότι οι βαρύτερες συστάδες σκοτεινής ύλης έχουν πιο φωτεινούς γαλαξίες και ότι αυτή η προτίμηση παράγει οι συσχετίσεις που βρέθηκαν στην πραγματική παρατήρηση.
Οι δύο ομάδες βρήκαν από κοινού τις πρώτες συγκεκριμένες ενδείξεις ότι οι νέοι γαλαξίες στο πρώιμο σύμπαν βρίσκονται μέσα σε συσσωματώματα σκοτεινής ύλης και ότι μια ενιαία ομάδα σκοτεινής ύλης θηλάζει αρκετούς νέους γαλαξίες. Και οι δύο ομάδες εκμεταλλεύτηκαν τη μοναδική ικανότητα του τηλεσκοπίου Subaru να τραβά βαθιά ευαίσθητες εικόνες σε μια μεγάλη περιοχή του ουρανού.
Πρωτότυπη πηγή: Δελτίο Τύπου NAOJ
