Kääbgalaktika I Zwicky 18. Kujutise krediit: NASA. Pilt suuremalt
Hubble'i kosmoseteleskoobi hiljuti teravdatud vaate põhjal ilmnenud vihjed on astronoomidel võimaldanud kahel väga noorel galaktikaparvel enneolematute üksikasjadega kaardistada nähtamatu „tumeda aine“ asukohta.
Johns Hopkinsi ülikooli kosmoseteleskoobi teadusinstituudi meeskond teatas oma järeldustest Astrophysical Journali detsembrinumbris. (Muud vähem üksikasjalikud tähelepanekud ilmusid selle väljaande 2005. aasta jaanuari numbris.)
Meeskonna tulemused annavad tunnistust teooriale, et galaktikad, mida me näeme, on nähtamatu tumeaine kosmiliste võrkude kõige tihedamates piirkondades, just siis, kui vaht koguneb ookeanilainete peale, ütles uuringu kaasautor Myungkook James Jee, uuringute assistent teadlane Henry A. Rowlandi füüsika ja astronoomia osakonnas Johns Hopkinsi Kriegeri kunstikoolis.
"Arvutitehnoloogia areng võimaldab meil nüüd simuleerida kogu universumit ja jälgida mateeria ühinemist tähtedeks, galaktikateks, galaktikate klastriteks ja tohutult pikkadeks ainefilamentideks esimesest sajast tuhandest aastast kuni tänapäevani," ütles Jee. "Siiski on väga keeruline simulatsiooni tulemusi vaatluslikult kontrollida, sest tume aine ei eralda valgust."
Jee ütles, et meeskond mõõtis Hubble'i piltide peent gravitatsioonilist "läätse"? see tähendab galaktikate kuju väikesi moonutusi, mis on tingitud gravitatsioonist nägemata tumedast ainest? selle üksikasjalike tumeaine kaartide koostamiseks. Nad viisid oma vaatlused läbi kahes galaktikate rühmas, mis moodustusid, kui universum oli umbes pool praegusest vanusest.
"Meie tehtud piltidelt on selgelt näha, et kobargalaktikad asuvad tumeaine halogeenide kõige tihedamates piirkondades, mis on meie piltidel lillaks värvitud," rääkis Jee.
Teos toetab teooriat, et tumeaine? mis moodustab 90 protsenti universumi ainest? Jee ütles, et nähtav aine peaks samades kohtades ühinema, sest gravitatsioon tõmbab need kokku. Tumeda aine kontsentratsioonid peaksid meelitama nähtavat ainet ja selle tulemusel aitama moodustada helendavaid tähti, galaktikaid ja galaktikaparve.
Tume mateeria on kaasaegse kosmoloogia üks mõistatuslikumaid probleeme. Nähtamatu, aga kahtlemata olemas? teadlased saavad selle mõju mõõta? selle täpsed omadused jäävad raskesti mõistetavaks. Varasemat katset tumedat ainet maapealsete teleskoopide abil üksikasjalikult kaardistada mõjutas turbulents Maa atmosfääris, mis hägustas saadud pilte.
"Atmosfääri kaudu vaatlemine on nagu laineid täis ujula allosas pildi üksikasjade nägemine," ütles Holland Ford, üks paberi kaasautoreid ning füüsika ja astronoomia professor Johns Hopkins.
Johns Hopkinsi-STScI meeskond suutis kosmosepõhise Hubble'i teleskoobi abil ületada atmosfääri takistuse. Uuringute täpsema kaamera installimine Hubble'i kolm aastat tagasi oli täiendav õnnistus, suurendades eelmise HST avastamisefektiivsust 10-kordselt.
Meeskond keskendus lõunataevas kahele galaktikaparvele (igaüks sisaldab üle 400 galaktika).
"Need pildid olid tegelikult mõeldud peamiselt klastrites asuvate galaktikate uurimiseks, mitte aga taustagalaktikate läätsede uurimiseks," ütles STScI astronoom kaasautor Richard White, kes on ühtlasi STScI Hubble'i andmearhiivi juht. “Kuid piltide teravus ja tundlikkus tegid need selle projekti jaoks ideaalseks. See on Hubble'i piltide tõeline ilu: neid kasutatakse aastaid uuteks teadusuuringuteks. "
Meeskonna analüüsi tulemus on rida erksalt üksikasjalikke, arvutisimiteeritud pilte, mis illustreerivad tumeaine asukohta. Jee sõnul pakuvad need pildid uurijatele enneolematu võimaluse järeldada tumeda aine omadusi.
Tumeda aine kobestunud struktuur klastriga galaktikate ümber on kooskõlas praeguse arvamusega, et tumeaine osakesed on vähem kokkupõrked, ütles Jee. Erinevalt normaalse aine osakestest, ei usu füüsikud, et nad põrkavad ja laiali nagu piljardikuulid, vaid lihtsalt läbivad üksteise.
„Kokkupõrkevabad osakesed ei pommita üksteist, nagu kaks vesinikuaatomit teevad. Kui tumeda aine osakesed oleksid kokkupõrked, siis jälgiksime tumeda aine jaotumist palju sujuvamalt, ilma väikeste mõõtmetega kobarate struktuurideta, “rääkis Jee.
Ford ütles, et see uuring näitab, et ACS on gravitatsioonilise läätse uurimisel ainulaadselt soodne ja parandab aja jooksul oluliselt mõistmist nii kosmilise struktuuri kui ka tumeaine kujunemise ja arengu kohta.
"Olen tohutult rõõmus, et nii paljude andekate teadlaste ja inseneride seitse aastat rasket tööd uuringute täpsema kaamera loomiseks pakub kogu inimkonnale sügavamaid pilte ja arusaamu meie imelise universumi päritolust," ütles Ford, kes on ACS-i juhtivteadur ja teadusrühma juht.
ACSi teadus- ja tehnikameeskond on koondunud Johns Hopkinsi ülikooli ja Kosmoseteleskoobi teadusinstituuti ülikooli Homewoodi ülikoolilinnakusse Baltimore'is. See hõlmab ka teadlasi teistest suurematest ülikoolidest Ameerika Ühendriikides ja Euroopas. ACS töötati välja meeskonna poolt NASA lepingu NAS5-32865 alusel ja seda uuringut toetas NASA toetus NAG5-7697.
Algne allikas: JHU pressiteade
