Umělecký dojem ze dvou kolidujících galaxií. Obrazový kredit: ESO Kliknutím zvětšíte
Temná hmota je záhadná látka, která podle všeho odpovídá 25% hmoty vesmíru. Evropští astronomové změřili množství temné hmoty v několika galaxiích a zjistili, že velká část z nich je mimo rovnováhu; jejich vnitřní pohyby jsou velmi narušeny. To znamená, že mnoho galaxií - až 40% - nedávno prošlo fúzí nebo téměř kolizemi.
Mezinárodní tým astronomů studoval několik desítek vzdálených galaxií a zjistil, že galaxie měly stejné množství temné hmoty ve srovnání s hvězdami před 6 miliardami let, jaké mají nyní. Pokud bude potvrzeno, naznačuje to mnohem těsnější souhru mezi temnou a normální hmotou, než se dříve myslelo. Vědci také zjistili, že až 4 z 10 galaxií jsou mimo rovnováhu. Tyto výsledky vrhly nové světlo na to, jak se galaxie vytvářejí a vyvíjejí, protože vesmír byl jen polovičním současným věkem.
"To může znamenat, že srážky a slučování jsou důležité při formování a vývoji galaxií," řekl Francois Hammer, Pařížská observatoř ve Francii a jeden z vůdců týmu.
Vědci se zajímali o to, jak se galaxie, které jsou daleko - tak viděné, jako by byly, když byl vesmír mladší - vyvinuly na ty blízké. Zejména chtěli studovat význam temné hmoty v galaxiích.
"Temná hmota, která tvoří asi 25% vesmíru, je jednoduché slovo, které popisuje něco, čemu opravdu nerozumíme," řekl Hector Flores, spoluzakladatel. "Z pohledu na to, jak se galaxie otáčí, víme, že musí být přítomna temná hmota, protože jinak by se tyto gigantické struktury jen rozpustily."
V blízkých galaxiích a v naší Mléčné dráze na to přijdou, astronomové zjistili, že existuje vztah mezi množstvím temné hmoty a obyčejnými hvězdami: na každý kilogram materiálu ve hvězdě je zhruba 30 kilogramů temné hmoty. Ale platí tento vztah mezi temnou a běžnou hmotou stále v minulosti vesmíru?
To vyžadovalo měření rychlosti v různých částech vzdálených galaxií, což byl poněkud komplikovaný experiment: předchozí měření skutečně nemohla tyto galaxie sondovat v dostatečných detailech, protože musely vybrat jednu štěrbinu, tj. Jediný směr, napříč galaxií.
Věci se změnily s dostupností víceobjektového spektrografu GIRAFFE, nyní nainstalovaného na 8,2 m dlouhém dalekohledu Kueyen Unit of ESO Very Large Telescope (VLT) na observatoři Paranal (Chile).
V jednom režimu, známém jako „3-D spektroskopie“ nebo „integrované pole“, může tento přístroj získat simultánní spektra menších oblastí rozšířených objektů, jako jsou galaxie nebo mlhoviny. Za tímto účelem je k dispozici 15 rozmístitelných svazků vláken, tzv. Integral Field Units (IFU), srov. ESO PR 01/02 se používá k pečlivému měření vzdálených galaxií. Každá IFU je mikroskopická, nejmodernější dvojrozměrná soustava čoček s clonou 3 x 2 arcsec2 na obloze. Je to jako oko hmyzu, s dvaceti mikročočkami spojenými s optickými vlákny, které vedou světlo zaznamenané v každém bodě pole do vstupní štěrbiny spektrografu.
„GIRAFFE na VLT ESO je jediným nástrojem na světě, který je schopen analyzovat současně světlo přicházející z 15 galaxií pokrývajících zorné pole téměř stejně velké jako úplněk,“ řekl Mathieu Puech, hlavní autor jednoho z článků představujících Výsledek. "Každá galaxie pozorovaná v tomto režimu je rozdělena do souvislých menších oblastí, kde se spektra získávají současně."
Astronomové použili GIRAFFE k měření rychlostních polí několika desítek vzdálených galaxií, což vedlo k překvapivému objevu, že až 40% vzdálených galaxií bylo „mimo rovnováhu“ - jejich vnitřní pohyby byly velmi narušeny - možné znamení, že jsou stále ukazuje následky kolizí mezi galaxiemi.
Když se omezili na pouze ty galaxie, které zjevně dosáhly své rovnováhy, vědci zjistili, že vztah mezi temnou hmotou a hvězdným obsahem se během posledních 6 miliard let nevyvíjel.
Díky vynikajícímu spektrálnímu rozlišení umožňuje GIRAFFE také poprvé studovat distribuci plynu v závislosti na jeho hustotě v takových vzdálených galaxiích. Nejúžasnější výsledky odhalují možný odliv plynu a energie poháněný intenzivní tvorbou hvězd v galaxii a obrovskou oblastí velmi horkého plynu (oblast HII) v galaxii v rovnováze, která produkuje mnoho hvězd.
"Takovou techniku lze rozšířit, abychom získali mapy mnoha fyzikálních a chemických charakteristik vzdálených galaxií, což nám umožňuje podrobně studovat, jak shromáždili svou hmotu během celého svého života," řekl Fran? Ois Hammer. "V mnoha ohledech nám GIRAFFE a jeho multintegrální polní režim dává první příchuť toho, čeho bude dosaženo u budoucích extrémně velkých dalekohledů."
Původní zdroj: ESO News Release
