Η σκοτεινή ύλη, φαίνεται, έχει προσκολληθεί σε γαλαξίες για πολύ καιρό. Οι περισσότεροι γαλαξίες που υπήρχαν πριν από 10 δισεκατομμύρια χρόνια είχαν περίπου τόσο σκοτεινή ύλη όσο οι γαλαξίες σήμερα, αντίθετοι με παλαιότερες μελέτες που υποδηλώνουν ότι λιγότερη σκοτεινή ύλη που περιέβαλε τους γαλαξίες στον πρώιμο κόσμο.
«Η σκοτεινή ύλη ήταν παρομοίως άφθονη στους γαλαξίες που σχηματίζουν αστέρια στο μακρινό παρελθόν όπως είναι και σήμερα,"δήλωσε ο Alfred Tiley, ένας αστρονόμος στο πανεπιστήμιο Durham της Αγγλίας και επικεφαλής της νέας μελέτης.Η έρευνα υποβλήθηκε πρόσφατα στο περιοδικό Μηνιαίες ανακοινώσεις της Βασιλικής Αστρονομικής Εταιρείας και δημοσιεύθηκε στις 16 Νοεμβρίου στο περιοδικό preprint arXiv" μια τεράστια έκπληξη, αλλά στην πραγματικότητα δεν γνωρίζαμε αν η παρατηρησιακή πραγματικότητα θα ευθυγραμμίζεται με τις προσδοκίες από τη θεωρία. "
Η σκοτεινή ύλη αποτελεί περίπου 85 τοις εκατό της συνολικής μάζας στο γνωστό μας σύμπαν, αλλά η μυστηριώδης ουσία δεν αλληλεπιδρά με το φως, αφήνοντας τους επιστήμονες στο σκοτάδι για την ακριβή φύση της. Έτσι, αντί να το δούμε, οι αστρονόμοι πρέπει να βασίζονται στη βαρυτική έλξη της σκοτεινής ύλης στη φυσιολογική ύλη, που ονομάζεται βαρυονική ύλη, που απαρτίζουν τα αστέρια, τα νεφελώματα και τους πλανήτες που βλέπουμε στον νυχτερινό ουρανό, καθώς και όλα τα δέντρα, τους βράχους και τους ανθρώπους στη γη.
Η σκοτεινή ύλη τείνει να συσσωρεύεται σε αλογόνους γύρω από τους γαλαξίες. οι αστρονόμοι το ανακάλυψαν μετρώντας πόσο γρήγορα περιστρέφονται οι γαλαξίες. Σύμφωνα με το νόμο της βαρύτητας του Νεύτωνα, τα αστέρια στα περίχωρα ενός γαλαξία πρέπει να περιστρέφονται πολύ πιο αργά από αυτά του κέντρου. Αλλά στη δεκαετία του 1960, οι αστρονόμοι βρήκαν τα γρήγορα προαστιακά αστέρια στο περιθώριο του Γαλαξία που έμοιαζαν για επιπλέον ύλη που κρύβονταν πέρα από τις γαλαξιακές τροχιές αυτών των αστεριών.
Οι μελέτες έχουν μετρήσει από τότε χιλιάδες ποσοστά περιστροφής σε ολόκληρο τον κόσμο, επιβεβαιώνοντας την παρουσία αυτών των halos σκοτεινής ύλης.
Στη νέα μελέτη, οι ερευνητές χρησιμοποίησαν στοιχεία από δύο έρευνες για 1.500 γαλαξίες που σχηματίζουν αστέρες για να υπολογίσουν τα ποσοστά περιστροφής για γαλαξίες που ξεπέρασαν τα 10 δισεκατομμύρια χρόνια. Η ακριβής μέτρηση της γαλαξιακής περιστροφής μακριά στο κοσμικό παρελθόν είναι δύσκολη, επειδή αυτοί οι αρχαίοι γαλαξίες είναι απίστευτα μακρινός και λιτός. Έτσι, οι επιστήμονες εκτιμούσαν κατά μέσον όρο τη συσσώρευση των γαλαξιών από απόσταση και στη συνέχεια συνδυάζοντας το φως τους.
"Η εκτίμησή μας για το ποσό της σκοτεινής ύλης σε γαλαξίες είναι ο μέσος όρος για ολόκληρο τον πληθυσμό σε κάθε εποχή", δήλωσε ο Tiley Live Science. "Η ποσότητα της σκοτεινής ύλης μέσα στους μεμονωμένους γαλαξίες μπορεί να διαφέρει σημαντικά."
Υπολογίζοντας τη μάζα και την πυκνότητα των γαλαξιών, οι ερευνητές βρήκαν σχεδόν ισοδύναμες ποσότητες σκοτεινής ύλης για γαλαξίες που υπήρχαν εδώ και πολύ καιρό στο κοσμικό μας παρελθόν, όπως για τους γαλαξίες στο τοπικό μας σύμπαν.
Αλλά δεν είναι όλοι πεπεισμένοι. Τα ευρήματα αντιβαίνουν σε προηγούμενες μελέτες που διαπίστωσαν ότι οι γαλαξίες στο πρώιμο σύμπαν είχαν λιγότερη σκοτεινή ύλη από ό, τι οι νεότεροι γαλαξίες. Αυτές οι μελέτες εξέτασαν πολύ πιο μαζικούς μεμονωμένους γαλαξίες και χρησιμοποίησαν ένα διαφορετικό μοντέλο για να συμπεράνουν την ποσότητα της σκοτεινής ύλης.
"χρησιμοποιεί μόνο μία από τις τέσσερις ανεξάρτητες προσεγγίσεις που είχαμε συνηθίσει να καταλήγουμε στο συμπέρασμα μας", δήλωσε στο Live Science ο Reinhard Genzel, κύριος συγγραφέας μιας από τις προηγούμενες μελέτες και ένας αστρονόμος στο Ινστιτούτο Max Planck για την εξωγήινη φυσική στο Garching της Γερμανίας.
Ο Tiley διαπίστωσε ότι τα αποτελέσματα της ομάδας του ήταν πολύ εξαρτημένα από το μοντέλο που χρησιμοποίησαν. Τελικά, επέλεξε να χρησιμοποιήσει ένα μοντέλο το οποίο ο ίδιος και οι συνεργάτες του διαπίστωσαν ότι είναι πιο αντιπροσωπευτικοί των γαλαξιών χαμηλής μάζας που πιστεύουν οι επιστήμονες ότι επικρατούσαν στην πρώιμη εποχή.
Οι προσομοιώσεις υπολογιστών υποδεικνύουν ότι πολύ μεγάλης κλίμακας γαλαξίες, όπως αυτές που μελετά ο Genzel, είναι σπάνιες στο μακρινό σύμπαν. "Φαίνεται ότι τα αποτελέσματα ισχύουν για πολύ μαζικούς γαλαξίες σε αυτήν την μακρινή εποχή, αλλά μπορεί να μην είναι αντιπροσωπευτικοί των γαλαξιών με συγκριτικά χαμηλότερες αστρικές μάζες, όπως αυτές που μελετήσαμε στο έργο μας", δήλωσε ο Tiley Live Science.
Τα νέα αποτελέσματα ταιριάζουν με αυτό που θα περίμενε κανείς από το επικρατούμενο μοντέλο "λάμδα κρύου σκούρου" που περιγράφει το σύμπαν μας. Αυτό το μοντέλο εξηγεί πώς είναι δομημένο το σύμπαν και γιατί επεκτείνεται με όλο και πιο γρήγορο ρυθμό.
