Trpasličí galaxia I Zwicky 18. Kredit na snímku: NASA. klikni na zväčšenie
Stopy odhalené nedávno naostreným pohľadom na Hubbleov vesmírny teleskop umožnili astronómom zmapovať polohu neviditeľnej „tmavej hmoty“ v bezprecedentných detailoch v dvoch veľmi mladých klastroch galaxií.
Tím vedeckého inštitútu vesmírneho teleskopu Johns Hopkins University-Space Telescope Science Institute hlási svoje zistenia v decembrovom vydaní časopisu Astrophysical Journal. (Ďalšie, menej podrobné pripomienky sa objavili v vydaní tejto publikácie z januára 2005.)
Výsledky tímu dávajú vierohodnosť teórii, že galaxie, ktoré vidíme v najhustejších oblastiach „kozmických sietí“ neviditeľnej temnej hmoty, rovnako ako peny zhromažďujúce sa na vrcholkoch morských vĺn, uviedol spoluautor štúdie Myungkook James Jee, pomocný výskum. vedec na Katedre fyziky a astronómie Henryho A. Rowlanda na Kriegerovej škole umení a vied Johna Hopkinsa.
"Pokroky v oblasti výpočtovej techniky nám teraz umožňujú simulovať celý vesmír a sledovať koalescenciu hmoty do hviezd, galaxií, zhlukov galaxií a obrovských dlhých vlákien od prvých sto tisíc rokov po súčasnosť," uviedol Jee. „Je však veľmi náročné pozorne si overiť výsledky simulácie, pretože temná hmota nevyžaruje svetlo.“
Jee povedal, že tím zmeral jemné gravitačné „šošovky“, ktoré sú zrejmé na snímkach z Hubbleovho teleskopu? to znamená malé deformácie tvarov galaxií spôsobené gravitáciou z neviditeľnej temnej hmoty? vytvoriť podrobné mapy temnej hmoty. Svoje pozorovania uskutočňovali v dvoch zhlukoch galaxií, ktoré sa formovali, keď bol vesmír asi polovicou svojho súčasného veku.
"Snímky, ktoré sme urobili, jasne ukazujú, že klastrové galaxie sa nachádzajú v najhustejších oblastiach halosov temnej hmoty, ktoré sú na našich obrázkoch fialové," uviedol Jee.
Práca vychádza z teórie, že temná hmota je dôležitá? čo predstavuje 90 percent hmoty vo vesmíre? a viditeľná hmota by sa mala spájať na rovnakých miestach, pretože ich gravitácia spája dohromady, povedal Jee. Koncentrácie tmavej hmoty by mali priťahovať viditeľnú hmotu, a tým pomáhať pri tvorbe svetelných hviezd, galaxií a zhlukov galaxií.
Temná hmota predstavuje jeden z najpútavejších problémov modernej kozmológie. Neviditeľné, ale nepochybne tam? vedci dokážu zmerať jeho účinky? jeho presné vlastnosti zostávajú nepolapiteľné. Predchádzajúce pokusy podrobne mapovať temnú hmotu pomocou pozemných ďalekohľadov boli ovplyvnené turbulenciami v zemskej atmosfére, ktoré výsledné obrázky rozmazali.
"Pozorovanie atmosférou je ako pokúšať sa vidieť detaily obrázka na dne bazéna plného vĺn," uviedol Holland Ford, jeden z spoluautorov papiera a profesor fyziky a astronómie v Johns Hopkins.
Tím Johns Hopkins-STScI dokázal prekonať atmosferickú prekážku pomocou vesmírneho Hubbleovho teleskopu. Inštalácia Advanced Camera for Surveys v Hubbleovci pred tromi rokmi bola ďalším prínosom, čím sa zvýšila efektívnosť objavenia predchádzajúceho HST faktorom 10.
Tím sa sústredil na dva klastre galaxií (z ktorých každý obsahoval viac ako 400 galaxií) na južnej oblohe.
„Tieto obrázky boli v skutočnosti určené hlavne na štúdium galaxií v zoskupeniach, a nie na šošoviek podkladových galaxií,“ uviedol spoluautor Richard White, astronóm STScI, ktorý je tiež vedúcim archívu Hubbleových údajov pre STScI. „Vďaka ostrosti a citlivosti obrázkov sú preto ideálne pre tento projekt. To je skutočná krása obrázkov z Hubbleovho fondu: budú sa roky používať na nové vedecké výskumy. “
Výsledkom analýzy tímu je séria živo podrobných, počítačom simulovaných obrázkov znázorňujúcich polohu temnej hmoty. Podľa Jee tieto obrázky poskytujú výskumníkom bezprecedentnú príležitosť odvodiť vlastnosti temnej hmoty.
Zhluknutá štruktúra temnej hmoty okolo klastrových galaxií je v súlade so súčasným presvedčením, že častice temnej hmoty sú „bez zrážok“, povedal Jee. Na rozdiel od normálnych častíc hmoty fyzici veria, že sa nezrážajú a nerozptyľujú ako gulečníkové gule, ale iba jednoducho prechádzajú cez seba.
„Častice bez kolízie sa navzájom bombardujú, ako to robia dva atómy vodíka. Keby boli častice temnej hmoty kolízne, pozorovali by sme omnoho plynulejšie rozmiestnenie temnej hmoty, a to bez drobných nemotorných štruktúr, “uviedol Jee.
Ford uviedol, že táto štúdia demonštruje, že ACS je jedinečne výhodná pre gravitačné šošovkové štúdie a postupom času podstatne zlepší pochopenie tvorby a vývoja kozmickej štruktúry, ako aj temnej hmoty.
"Som nesmierne potešený, že sedem rokov usilovnej práce toľkých talentovaných vedcov a technikov na výrobe zdokonalenej kamery pre prieskumy poskytuje celému ľudstvu hlbšie obrazy a chápanie pôvodu nášho úžasného vesmíru," povedal Ford, ktorý je hlavný riešiteľ ACS a vedúci vedeckého tímu.
Tím vedy a techniky ACS sa sústreďuje na Johns Hopkins University a Space Telescope Science Institute na univerzitný kampus Homewood v Baltimore. Zahŕňa to aj vedcov z iných významných univerzít v Spojených štátoch a Európe. ACS bol vyvinutý tímom na základe zmluvy NASA NAS5-32865 a tento výskum bol podporený grantom NASA NAG5-7697.
Pôvodný zdroj: JHU News Release
