Pokrivené vízie kozmického mikrovlnného pozadia - najskoršie zistiteľné svetlo - umožňujú astronómom zmapovať celkové množstvo viditeľnej a neviditeľnej hmoty v celom vesmíre.
Zhruba 85 percent všetkej hmoty vo vesmíre je temná hmota, ktorá nie je viditeľná ani pre najmocnejšie teleskopy, ale jej gravitačná sila je odhaliteľná.
Aby astronómovia našli temnú hmotu, hľadajú efekt nazývaný gravitačné šošovky: keď gravitačný ťah temnej hmoty ohýba a zosilňuje svetlo zo vzdialenejšieho objektu. Vo svojej najvýraznejšej podobe vedie k niekoľkým oblúkovým obrazom vzdialených kozmických objektov.
Je tu však jedna výzva: aby sa dala zistiť tmavá hmota, musí sa za ňou nachádzať objekt. Hviezdy musia byť zarovnané.
V nedávnej štúdii vedenej Dr. Jamesom Geachom z University of Hertfordshire vo Veľkej Británii astronómovia namiesto toho dali pozor na kozmické mikrovlnné pozadie (CMB).
"CMB je najvzdialenejšie / najstaršie svetlo, aké môžeme vidieť," uviedol Dr. Geach časopisu Space Magazine. "Môže sa to považovať za povrch, ktorý podsvieti celý vesmír."
Fotóny z CMB sa vrhali na Zem, pretože vesmír bol starý iba 380 000 rokov. Jeden fotón mal šancu naraziť na veľa vecí, keď účinne preveril všetku hmotu vo vesmíre pozdĺž svojej priamej viditeľnosti.
"Náš pohľad na CMB je tak trochu skreslený, ako to vlastne vyzerá - trochu ako pozerať sa na vzorec na dne bazéna," povedal Dr. Geach.
Zaznamenaním malých skreslení v CMB môžeme odhaliť všetku temnú hmotu v celom vesmíre. Lenže to je veľmi náročné.
Tím pozoroval južnú oblohu pomocou ďalekohľadu s južným pólom, 10 metrového ďalekohľadu určeného na pozorovanie v mikrovlnnej rúre. Tento veľký priekopnícky prieskum vytvoril mapu CMB južnej oblohy, ktorá bola v súlade s predchádzajúcimi údajmi CMB zo satelitu Planck.
Charakteristické podpisy gravitačných šošoviek zasahujúcou látkou nemôžu byť extrahované okom. Astronómovia sa spoliehali na použitie dobre vypracovaného matematického postupu. Nechceme ísť do nepríjemných detailov.
Takto sa vytvorila „mapa celkovej predpokladanej hustoty hmoty medzi nami a CMB. Je to neuveriteľné, ak o tom premýšľate - je to observačná technika, ktorá mapuje všetku hmotu vo vesmíre, hneď späť na CMB, “vysvetlil Dr. Geach.
Tím tam ale nedokončil svoju analýzu. Namiesto toho pokračovali v meraní šošoviek CMB na pozíciách kvázarov - výkonných superhmotných čiernych dier v strede prvých galaxií.
"Zistili sme, že oblasti oblohy s vysokou hustotou kvasarov majú zreteľne silnejší CMB šošovkový signál, z čoho vyplýva, že kvasary sa skutočne nachádzajú vo veľkých hmotných štruktúrach," uviedol Dr. Ryan Hickox z Dartmouth College - druhý autor štúdie - povedal časopis Space.
Nakoniec sa na stanovenie hmotnosti týchto halogénov temnej hmoty použila mapa CMB. Tieto výsledky sa zhodovali s výsledkami stanovenými v starších štúdiách, ktoré skúmali, ako sa kvazary zhlukovali do vesmíru, bez odkazu na CMB.
Konzistentné výsledky medzi dvoma nezávislými meraniami sú mocným vedeckým nástrojom. Podľa Dr. Hickoxa to ukazuje, že „máme silné pochopenie toho, ako supermasívne čierne diery sídlia v rozsiahlych štruktúrach a že (opäť) mal Einstein pravdu.“
Príspevok bol prijatý na publikovanie v Astrophysical Journal Letters a je k dispozícii na stiahnutie tu.
