Kasutades Hubble'i uuringute täpsemat kaamerat, on astronoomid suutnud kauges galaktikas kaardistada nähtamatu tumeaine, mis võimaldas neil luua universumi ühe teravaima ja üksikasjalikuma tumeda aine kaardi. Nähtamatu ja määramatu mateeria otsimine on keeruline töö, kuid see, mida astronoomid on püüdnud teha juba üle kümne aasta. Uus kaart võib anda vihjeid ka teistele universumi salapärastele asjadele - tumedale energiale - ja millist rolli see universumi kujunemisloo algusaastatel mängis.
JPL-i Dan Coe juhitud meeskond kasutas Hubbleit 2,2 miljardi valgusaasta kaugusel asuva Abell 1689 vaatamiseks. Klastri raskusjõud, mis enamasti pärineb tumedast ainest, toimib nagu kosmiline luup, painutades ja võimendades selle taga asuvate kaugete galaktikate valgust. See efekt, mida nimetatakse gravitatsiooniläätsedeks, tekitab neist galaktikatest mitu, väändunud ja suurendusega pilti, muutes galaktikad moonutatud ja häguseks. Uurides moonutatud pilte, hindasid astronoomid klastris oleva tumeaine kogust. Kui klastri raskusjõud pärineks ainult nähtavatest galaktikatest, oleks objektiivi moonutused palju nõrgemad.
Nad leidsid, et galaktikaparved võisid tekkida oodatust varem, enne kui tumeda energia surumine nende kasvu pidurdas.
Tume energia surub galaktikad üksteisest lahku, sirutades nendevahelist ruumi, pärssides sellega hiiglaslike struktuuride moodustumist, mida nimetatakse galaktikaklastriteks. Üks võimalus, kuidas astronoomid saavad seda ürgset sõjatõmbejõudu proovida, on tumeda aine jaotuse kaardistamine kaardistamisel.
"Objektiiviga pildid on nagu suur mõistatus," sõnas Coe. "Siin oleme esimest korda välja mõelnud viisi, kuidas korraldada Abell 1689 mass nii, et see läätsed kõik need taustgalaktikad nende vaadeldavaks positsiooniks." Coe kasutas seda teavet klastri tumeda aine jaotuse suurema eraldusvõimega kaardi saamiseks, kui seni oli võimalik.
Suurema eraldusvõimega masskaardi põhjal kinnitavad Coe ja tema kaastöötajad varasemaid tulemusi, mis näitavad, et Abell 1689 tuum on tumeainetes palju tihedam, kui selle suuruse klastri puhul võiks oodata, tuginedes struktuuri kasvu arvutisimulatsioonidele. Abell 1689 ühineb peotäie teiste hästi uuritud klastritega, millel on leitud sarnaselt tihedad tuumad. Leiutus on üllatav, sest tumeda energia surumine universumi ajaloo alguses oleks kõigi galaktikaparvede kasvu pidurdanud.
"Seetõttu oleks galaktikaklastrid pidanud hakkama moodustama miljardeid aastaid varem, et ehitada üles numbrid, mida me täna näeme," sõnas Coe. “Varasematel aegadel oli universum väiksem ja tihedamalt pakendatud tumedasse ainesse. Paistab, et Abell 1689 oli varajases universumis seda ümbritseva tiheda ainega sündides hästi toidetud. Klaster on selle suurema osa oma täiskasvanueas kaasas kandnud, et ilmuda sellisena, nagu me seda tänapäeval jälgime. ”
Astronoomid plaanivad uurida rohkem klastrid, et kinnitada tumeda energia võimalikku mõju. Suur Hubble'i programm, mis analüüsib hiiglaslike galaktikaparvede tumedat ainet, on klastrite objektiivi ja Supernova uuring Hubble'iga (CLASH). Selles uuringus uurib teleskoop järgmise kolme aasta jooksul kokku 25 klastrit kokku ühe kuu jooksul. CLASH-klastrid valiti nende tugeva röntgenkiirguse tõttu, mis näitab, et need sisaldavad suures koguses kuuma gaasi. See arvukus tähendab, et klastrid on äärmiselt suured. Neid klastrite vaatlemisel kaardistavad astronoomid tumeaine jaotused ja otsivad veenvamaid tõendeid klastrite varajasest moodustumisest ja võimalusel ka varasest tumedast energiast.
