Umelecký dojem dvoch zrážajúcich sa galaxií. Obrazový kredit: ESO Kliknite pre zväčšenie
Temná hmota je záhadná látka, ktorá podľa všetkého predstavuje 25% hmoty vesmíru. Európski astronómovia zmerali množstvo tmavej hmoty v niekoľkých galaxiách a zistili, že veľká časť z nich je mimo rovnováhy; ich vnútorné pohyby sú veľmi narušené. To znamená, že mnoho galaxií - až 40% - nedávno prešlo fúziami alebo takmer zrážkami.
Pri skúmaní niekoľkých desiatok vzdialených galaxií medzinárodný tím astronómov zistil, že galaxie mali rovnaké množstvo temnej hmoty v porovnaní s hviezdami pred 6 miliardami rokov, aké majú teraz. Ak sa potvrdí, naznačuje to oveľa užšie súhry medzi temnou a normálnou hmotou, ako sa pôvodne predpokladalo. Vedci tiež zistili, že až 4 z 10 galaxií sú mimo rovnováhy. Tieto výsledky vrhli nové svetlo na to, ako sa formujú a vyvíjajú sa galaxie, pretože vesmír bol iba polovicou súčasného veku.
„Môže to znamenať, že zrážky a zlučovanie sú dôležité pri formovaní a vývoji galaxií,“ povedal Francois Hammer z Parížskeho observatória vo Francúzsku a jeden z vedúcich tímu.
Vedci sa zaujímali o to, ako sa galaxie, ktoré sú ďaleko - tak videné, akoby boli, keď bol vesmír mladší - vyvíjali na blízke galaxie. Chceli študovať najmä dôležitosť temnej hmoty v galaxiách.
„Temná hmota, ktorá tvorí asi 25% vesmíru, je jednoduché slovo, ktoré opisuje niečo, čomu naozaj nerozumieme,“ uviedol Hector Flores, spoluriešiteľ. "Z pohľadu toho, ako sa galaxia otáča, vieme, že musí byť prítomná temná hmota, pretože inak by sa tieto gigantické štruktúry len rozpustili."
V blízkych galaxiách av našej vlastnej Mliečnej dráhe astronómovia zistili, že existuje vzťah medzi množstvom temnej hmoty a obyčajnými hviezdami: na každý kilogram materiálu v hviezde je zhruba 30 kilogramov temnej hmoty. Je však tento vzťah medzi temnou a bežnou hmotou stále v minulosti vesmíru?
Vyžadovalo to meranie rýchlosti v rôznych častiach vzdialených galaxií, čo je dosť komplikovaný experiment: predchádzajúce merania skutočne nedokázali sondovať tieto galaxie v dostatočných detailoch, pretože museli vybrať jednu štrbinu, t. J. Jeden smer, naprieč galaxiou.
Veci sa zmenili s dostupnosťou multi-objektového spektrografu GIRAFFE, ktorý je teraz nainštalovaný na 8,2 m kueyenovom jednotkovom teleskopu veľmi veľkého ďalekohľadu ESO (VLT) na observatóriu Paranal (Čile).
V jednom režime, známom ako „3-D spektroskopia“ alebo „integrované pole“, môže tento prístroj získať simultánne spektrá menších oblastí rozšírených objektov, ako sú galaxie alebo hmloviny. Za týmto účelom je možné využiť 15 rozmiestniteľných zväzkov vlákien, tzv. Integral Field Units (IFU), porovnaj ESO PR 01/02 sa používa na presné meranie vzdialených galaxií. Každý IFU je mikroskopická, najmodernejšia dvojrozmerná zostava šošoviek s clonou 3 x 2 arcsec2 na oblohe. Je to ako oko hmyzu s dvadsiatimi mikrošošovkami spojenými s optickými vláknami, ktoré vedú svetlo zaznamenané v každom bode poľa k vstupnej štrbine spektrografu.
„GIRAFFE na VLT ESO je jediným nástrojom na svete, ktorý je schopný súčasne analyzovať svetlo pochádzajúce z 15 galaxií pokrývajúcich zorné pole takmer také veľké ako je spln,“ povedal Mathieu Puech, hlavný autor jedného z článkov prezentujúcich výsledky. „Každá galaxia pozorovaná v tomto režime je rozdelená na súvislé menšie oblasti, kde sa súčasne získavajú spektrá.“
Astronómovia použili GIRAFFE na meranie rýchlostných polí niekoľkých desiatok vzdialených galaxií, čo viedlo k prekvapujúcemu objavu, že až 40% vzdialených galaxií bolo „nevyvážených“ - ich vnútorné pohyby boli veľmi narušené - možné znamenie, že sú stále vykazujú následky zrážok medzi galaxiami.
Keď sa obmedzili len na tie galaxie, ktoré zjavne dosiahli svoju rovnováhu, vedci zistili, že vzťah medzi temnou hmotou a obsahom hviezd sa za posledných 6 miliárd rokov nevyvinul.
Vďaka vynikajúcemu spektrálnemu rozlíšeniu umožňuje GIRAFFE prvýkrát študovať distribúciu plynu ako funkciu jeho hustoty v takýchto vzdialených galaxiách. Najokázalejšie výsledky ukazujú možný odtok plynu a energie vyvolaný intenzívnou tvorbou hviezd v galaxii a obrovskou oblasťou veľmi horúceho plynu (oblasť HII) v galaxii v rovnováhe, ktorá vytvára veľa hviezd.
„Túto techniku je možné rozšíriť tak, aby sme získali mapy mnohých fyzikálnych a chemických charakteristík vzdialených galaxií, čo nám umožní podrobne študovať, ako zostavili svoju hmotu počas celého svojho života,“ povedal Fran? Ois Hammer. „V mnohých ohľadoch nám GIRAFFE a jeho multintegrálny poľný režim poskytujú prvú chuť toho, čo sa dosiahne s budúcimi extrémne veľkými ďalekohľadmi.“
Pôvodný zdroj: ESO News Release
