Tundub, et tume aine on galaktikate külge klammerdunud väga pikka aega. Enamikul galaktikatest, mis eksisteerisid kümme miljardit aastat tagasi, oli umbes sama palju tumedat ainet kui tänapäeval, mis on vastuolus varasemate uuringutega, mis näitasid, et varase universumi galaktikate ümber oli vähem tumedat ainet.
"Tumedat ainet oli tänastes galaktikates kaugel minevikus sama palju kui tänapäeval,"ütles Alfred Tiley, Inglismaa Durhami ülikooli astronoom ja uue uuringu juhtiv autor. Uurimistöö esitati hiljuti ajakirjas Monthly Notices of Royal Astronomical Society ning see avaldati 16. novembril eeltrükiajakirjas arXiv." See polnud veel ' t täielik üllatus, kuid tegelikult ei teadnud me, kas vaatlusreaalsus vastab teooria ootustele. "
Tume aine moodustab meie teadaolevas universumis umbes 85 protsenti kogu massist, kuid salapärane aine ei interakteeru valgusega, jättes teadlased selle täpse olemuse kohta pimedusse. Niisiis peavad astronoomid selle vaatamise asemel tuginema tumeaine gravitatsioonilisele tõmbele normaalsele ainele, mida nimetatakse baroonseks aineks, mis moodustab tähed, udud ja planeedid, mida me näeme öises taevas, aga ka kõik puud, kivid ja inimesed Maal.
Tume aine kipub galaktikate ümber klompe moodustama halos; astronoomid avastasid selle, mõõtes galaktikate pöörlemiskiirust. Newtoni gravitatsiooniseaduse kohaselt peaksid galaktika äärel olevad tähed pöörlema palju aeglasemalt kui keskel olevad. Kuid 1960. aastatel leidsid astronoomid Linnutee äärest kiireid äärelinna tähti, mis vihjasid lisaainest, mis varjus nende tähtede galaktilistest orbiitidest kaugemale.
Sellest ajast alates on uuringud mõõtnud tuhandeid pöörlemiskiirusi kogu universumis, kinnitades nende tumeda aine halode olemasolu.
Uues uuringus kasutasid teadlased kahe 1500 tähe moodustava galaktika uuringu andmeid 10 miljardi aasta taguste galaktikate pöörlemiskiiruse arvutamiseks. Galaktilise pöörde täpset mõõtmist kosmilises minevikus on keeruline, kuna need iidsed galaktikad on uskumatult kauged ja nõrgad. Niisiis, teadlased hindasid keskmist, grupeerides galaktikad kauguse järgi ja ühendades seejärel nende valguse.
"Meie hinnanguline tumeaine hulk galaktikates on igal ajajärgul kogu elanikkonna keskmine," rääkis Tiley Live Science'ile. "Tumeda aine hulk üksikute galaktikate sees võib oluliselt erineda."
Arvestades galaktikate massi ja tihedust, leidsid teadlased galaktikates peaaegu ekvivalentses koguses tumedat ainet, mis eksisteerisid meie kosmilises minevikus juba ammu kui meie kohaliku universumi galaktikad.
Kuid mitte kõik pole täiesti veendunud. Leiud on vastuolus varasemate uuringutega, mis leidsid, et varajase universumi galaktikates oli vähem tumedat ainet kui noorematel galaktikatel. Nendes uuringutes vaadeldi palju massilisemaid üksikuid galaktikaid ja tumeda aine hulga määramiseks kasutati teistsugust mudelit.
"kasutab ainult ühte neljast sõltumatust lähenemisviisist, mida olime harjunud oma järeldusele jõudma," rääkis Reinhard Genzel, ühe varasema uuringu juhtiv autor ja Saksamaa Garchingi Max Plancki Maavälise Füüsika Instituudi astronoom Live Science'ile.
Tiley leidis, et tema meeskonna tulemused sõltusid suuresti mudelist, mida nad kasutasid. Lõppkokkuvõttes otsustas ta kasutada mudelit, mis tema ja ta kolleegide hinnangul oli väiksema massiga galaktikate esindavamaks teadlaste arvates ülekaalus varajasel ajastul.
Arvutisimulatsioonid viitavad sellele, et väga suure massiga galaktikaid, nagu neid on uurinud Genzel, on kauges universumis harva. "Tundub, et tulemused kehtivad väga kaugete galaktikate kohta sellel kaugel ajastul, kuid need ei pruugi olla esindavad suhteliselt madalama tähemassiga galaktikaid, nagu need, mida me oma töös uurisime," rääkis Tiley Live Science'ile.
Uued tulemused vastavad sellele, mida võiks oodata valitsevat "lambda külma tumeda" aine mudelit kirjeldades meie universumit. See mudel selgitab, kuidas universum on üles ehitatud ja miks see laieneb üha kiiremini.
