Νάνος γαλαξίας I Zwicky 18. Πιστωτική εικόνα: NASA. Κάντε κλικ για μεγέθυνση
Οι ενδείξεις που αποκαλύφθηκαν από την πρόσφατα οξυμένη άποψη του διαστημικού τηλεσκοπίου Hubble επέτρεψαν στους αστρονόμους να χαρτογραφήσουν τη θέση της αόρατης «σκοτεινής ύλης» με άνευ προηγουμένου λεπτομέρεια σε δύο πολύ νέους σμήνους γαλαξιών.
Μια ομάδα του Πανεπιστημίου Johns Hopkins-Space Telescope Science Institute αναφέρει τα ευρήματά της στο τεύχος Δεκεμβρίου του Astrophysical Journal. (Άλλες, λιγότερο λεπτομερείς παρατηρήσεις εμφανίστηκαν στο τεύχος Ιανουαρίου 2005 αυτής της έκδοσης.)
Τα αποτελέσματα της ομάδας προσδίδουν εμπιστοσύνη στη θεωρία ότι οι γαλαξίες που μπορούμε να δούμε σχηματίζονται στις πυκνότερες περιοχές «κοσμικών ιστών» αόρατης σκοτεινής ύλης, όπως ο αφρός συγκεντρώνεται πάνω από τα κύματα των ωκεανών, δήλωσε ο συν-συγγραφέας της μελέτης Myungkook James Jee, βοηθός έρευνας επιστήμονας στο Τμήμα Φυσικής και Αστρονομίας του Henry A. Rowland στη Σχολή Τεχνών και Επιστημών του Johns Hopkins 'Krieger.
«Οι εξελίξεις στην τεχνολογία των υπολογιστών μας επιτρέπουν τώρα να προσομοιώσουμε ολόκληρο το σύμπαν και να ακολουθήσουμε τη συνύπαρξη της ύλης σε αστέρια, γαλαξίες, σμήνη γαλαξιών και τεράστιες μακρές ίνες ύλης από τα πρώτα εκατό χιλιάδες χρόνια έως σήμερα», δήλωσε ο Jee. "Ωστόσο, είναι πολύ δύσκολο να επαληθεύσουμε τα αποτελέσματα της προσομοίωσης παρατηρητικά, επειδή η σκοτεινή ύλη δεν εκπέμπει φως."
Ο Jee είπε ότι η ομάδα μέτρησε το λεπτό βαρυτικό «φακό» που φαίνεται στις εικόνες του Χαμπλ; δηλαδή, οι μικρές παραμορφώσεις των σχημάτων των γαλαξιών που προκαλούνται από τη βαρύτητα από την αόρατη σκοτεινή ύλη; για να παράγει λεπτομερείς χάρτες σκοτεινής ύλης. Πραγματοποίησαν τις παρατηρήσεις τους σε δύο ομάδες γαλαξιών που σχηματίζονταν όταν το σύμπαν ήταν περίπου το ήμισυ της σημερινής εποχής του.
«Οι εικόνες που τραβήξαμε δείχνουν ξεκάθαρα ότι οι γαλαξίες συμπλέγματος βρίσκονται στις πυκνότερες περιοχές των φωτοστέφανων της σκοτεινής ύλης, οι οποίες αποδίδονται με μωβ στις εικόνες μας», δήλωσε ο Jee.
Το έργο υποστηρίζει τη θεωρία ότι η σκοτεινή ύλη; που αποτελεί το 90 τοις εκατό της ύλης στο σύμπαν; και η ορατή ύλη θα πρέπει να συνενώνεται στα ίδια μέρη, επειδή η βαρύτητα τα ενώνει, είπε ο Jee. Οι συγκεντρώσεις της σκοτεινής ύλης θα προσελκύσουν την ορατή ύλη και, ως εκ τούτου, θα βοηθήσουν στο σχηματισμό φωτεινών αστεριών, γαλαξιών και συστάδων γαλαξιών.
Η σκοτεινή ύλη παρουσιάζει ένα από τα πιο προβληματικά προβλήματα στη σύγχρονη κοσμολογία. Αόρατο, αλλά αναμφίβολα εκεί; οι επιστήμονες μπορούν να μετρήσουν τα αποτελέσματά του; τα ακριβή χαρακτηριστικά του παραμένουν αόριστα. Προηγούμενες απόπειρες χαρτογράφησης της σκοτεινής ύλης με τηλεσκόπια επίγειου εδάφους είχαν μειονεκτήματα από αναταράξεις στην ατμόσφαιρα της Γης, οι οποίες θόλωσαν τις εικόνες που προέκυψαν.
«Παρατηρώντας την ατμόσφαιρα είναι σαν να προσπαθείς να δεις τις λεπτομέρειες μιας εικόνας στο κάτω μέρος μιας πισίνας γεμάτης κύματα», δήλωσε ο Holland Ford, ένας από τους συν-συγγραφείς της εφημερίδας και καθηγητής φυσικής και αστρονομίας στο Johns Hopkins.
Η ομάδα Johns Hopkins-STScI κατάφερε να ξεπεράσει το ατμοσφαιρικό εμπόδιο μέσω της χρήσης του διαστημικού τηλεσκοπίου Hubble. Η εγκατάσταση της προηγμένης κάμερας για έρευνες στο Hubble πριν από τρία χρόνια ήταν ένα επιπλέον πλεονέκτημα, αυξάνοντας την απόδοση ανακάλυψης του προηγούμενου HST κατά 10.
Η ομάδα επικεντρώθηκε σε δύο ομάδες γαλαξιών (το καθένα περιέχει περισσότερους από 400 γαλαξίες) στο νότιο ουρανό.
«Αυτές οι εικόνες προορίζονταν κυρίως να μελετήσουν τους γαλαξίες στα σμήνη και όχι το φακό των γαλαξιών φόντου», δήλωσε ο συν-συγγραφέας Richard White, ένας αστρονόμος STScI που είναι επίσης επικεφαλής του αρχείου δεδομένων του Χαμπλ για το STScI. «Αλλά η ευκρίνεια και η ευαισθησία των εικόνων τις καθιστούν ιδανικές για αυτό το έργο. Αυτή είναι η πραγματική ομορφιά των εικόνων του Χαμπλ: θα χρησιμοποιηθούν για χρόνια για νέες επιστημονικές έρευνες. "
Το αποτέλεσμα της ανάλυσης της ομάδας είναι μια σειρά ζωηρών λεπτομερών, προσομοιωμένων με υπολογιστή εικόνων που απεικονίζουν την τοποθεσία της σκοτεινής ύλης. Σύμφωνα με τον Jee, αυτές οι εικόνες παρέχουν στους ερευνητές μια άνευ προηγουμένου ευκαιρία να συνάγουν τις ιδιότητες της σκοτεινής ύλης.
Η συσσωματωμένη δομή της σκοτεινής ύλης γύρω από τους γαλαξίες συστάδων είναι σύμφωνη με την τρέχουσα πεποίθηση ότι τα σωματίδια της σκοτεινής ύλης είναι «χωρίς σύγκρουση», δήλωσε ο Jee. Σε αντίθεση με τα σωματίδια της φυσικής ύλης, οι φυσικοί πιστεύουν ότι δεν συγκρούονται και διασκορπίζονται σαν μπάλες μπιλιάρδου, αλλά απλώς περνούν μεταξύ τους.
«Τα σωματίδια χωρίς σύγκρουση δεν βομβαρδίζουν το ένα το άλλο, όπως κάνουν δύο άτομα υδρογόνου. Εάν τα σωματίδια της σκοτεινής ύλης ήταν παράλληλα, θα παρατηρούσαμε μια πολύ πιο ομαλή κατανομή της σκοτεινής ύλης, χωρίς ομαλές δομές μικρής κλίμακας », δήλωσε ο Jee.
Η Ford είπε ότι αυτή η μελέτη δείχνει ότι το ACS είναι μοναδικά πλεονεκτικό για μελέτες βαρυτικού φακού και, με την πάροδο του χρόνου, θα βελτιώσει ουσιαστικά την κατανόηση του σχηματισμού και της εξέλιξης της κοσμικής δομής, καθώς και της σκοτεινής ύλης.
«Είμαι πολύ ευχαριστημένος που τα επτά χρόνια σκληρής δουλειάς από τόσους ταλαντούχους επιστήμονες και μηχανικούς για να κάνουν το Advanced Camera for Surveys παρέχει σε όλη την ανθρωπότητα βαθύτερες εικόνες και κατανόηση της προέλευσης του θαυμάσιου σύμπαντός μας», δήλωσε η Ford, η οποία είναι κύριος ερευνητής της ACS και ηγέτης της επιστημονικής ομάδας.
Η ομάδα επιστήμης και μηχανικής ACS συγκεντρώνεται στο Πανεπιστήμιο Johns Hopkins και στο Space Telescope Science Institute στην πανεπιστημιούπολη Homewood του πανεπιστημίου στη Βαλτιμόρη. Περιλαμβάνει επίσης επιστήμονες από άλλα μεγάλα πανεπιστήμια στις Ηνωμένες Πολιτείες και την Ευρώπη. Το ACS αναπτύχθηκε από την ομάδα βάσει της σύμβασης NAS5-32865 της NASA και αυτή η έρευνα υποστηρίχθηκε από την επιχορήγηση NASA5-7697 της NASA.
Πρωτότυπη πηγή: Δελτίο Τύπου JHU
