Zdá se, že temná hmota ulpívá na galaxiích velmi dlouhou dobu. Většina galaxií, které existovaly před 10 miliardami let, měla asi tolik temné hmoty jako dnes galaxie, což je v rozporu s dřívějšími studiemi, které naznačovaly, že se kolem galaxií v raném vesmíru skrývá méně temná hmota.
„Temná hmota byla podobně hojná ve hvězdotvorných galaxiích v dávné minulosti, jako je tomu v současnosti,"řekl Alfred Tiley, astronom na Durhamské univerzitě v Anglii a hlavní autor nové studie. Výzkum byl nedávno předložen časopisu Měsíční oznámení Královské astronomické společnosti a zveřejněn 16. listopadu v předtištěném časopisu arXiv." Úplné překvapení, ale ve skutečnosti jsme nevěděli, zda se observační realita bude v souladu s očekáváními z teorie. “
Temná hmota tvoří přibližně 85 procent celkové hmotnosti v našem známém vesmíru, ale záhadná látka neinteraguje se světlem, takže vědci ve tmě nechávají svou přesnou povahu. Místo pozorování se tedy astronomové musí spoléhat na gravitační tah temné hmoty na normální hmotu nazývanou baryonická hmota, která tvoří hvězdy, mlhoviny a planety, které vidíme na noční obloze, a také všechny stromy, skály a lidi na Zemi.
Temná hmota má tendenci shlukovat se do halos kolem galaxií; astronomové to objevili měřením rychlosti rotace galaxií. Podle Newtonova gravitačního zákona by se hvězdy na okraji galaxie měly otáčet mnohem pomaleji než hvězdy ve středu. V šedesátých letech však astronomové našli na okraji Mléčné dráhy rychlé předměstské hvězdy, které naznačovaly, že se nad hmotou hvězdy schovávají mimo galaktické dráhy těchto hvězd.
Studie od té doby měřily tisíce rychlostí rotace ve vesmíru, což potvrdilo přítomnost těchto halos temné hmoty.
V nové studii vědci použili data ze dvou průzkumů 1 500 hvězdotvorných galaxií k výpočtu rychlosti rotace galaxií, která se vrací o 10 miliard let. Přesné měření galaktické rotace daleko v kosmické minulosti je obtížné, protože tyto starověké galaxie jsou neuvěřitelně vzdálené a slabé. Vědci tak odhadli průměr tím, že shlukli galaxie podle vzdálenosti a poté zkombinovali své světlo.
"Náš odhad množství temné hmoty v galaxiích je průměrem pro celou populaci v každé epochě," řekl Tiley Live Science. "Množství temné hmoty v jednotlivých galaxiích se může výrazně lišit."
Vědci zjišťovali hmotnost a hustotu galaxií a našli téměř ekvivalentní množství temné hmoty pro galaxie, které existovaly již dávno v naší vesmírné minulosti, jako pro galaxie v našem místním vesmíru.
Ale ne každý je zcela přesvědčen. Nálezy jsou v rozporu s předchozími studiemi, které zjistily, že galaxie v raném vesmíru měly méně temné hmoty než mladší galaxie. Tyto studie se zaměřily na mnohem masivnější jednotlivé galaxie a použily jiný model k odvození množství temné hmoty.
„používá pouze jeden ze čtyř nezávislých přístupů, které jsme doposud dospěli k závěru,“ řekl Reinhard Genzel, vedoucí autor jednoho z předchozích studií a astronom z Institutu Maxe Plancka pro mimozemskou fyziku v Garchingu v Německu, řekl Live Science.
Tiley zjistil, že výsledky jeho týmu byly velmi závislé na modelu, který použily. Nakonec se rozhodl použít model, který on a jeho kolegové shledali, že jsou více reprezentativní pro vědce s nízkou hmotností, o nichž věří, že v rané epochě převládali.
Počítačové simulace naznačují, že velmi vzdálené galaxie, stejně jako ty, které studoval Genzel, jsou ve vzdáleném vesmíru vzácné. "Zdá se, že výsledky se vztahují na velmi masivní galaxie v této vzdálené epochě, ale nemusí být reprezentativní pro galaxie s relativně nižšími hvězdnými hmotami, jako jsou ty, které jsme studovali v naší práci," řekl Tiley Live Science.
Nové výsledky odpovídají tomu, co by se očekávalo od převládajícího modelu hmoty „lambda studená tma“ popisujícího náš vesmír. Tento model vysvětluje, jak je vesmír strukturován a proč se rozšiřuje stále rychleji.
