Trpasličí galaxie I Zwicky 18. Obrazový kredit: NASA. Klikni pro zvětšení
Stopy odhalené nedávno naostřeným pohledem na Hubbleův vesmírný dalekohled umožnily astronomům zmapovat polohu neviditelné „temné hmoty“ v bezprecedentních detailech ve dvou velmi mladých shlucích galaxií.
Tým Johns Hopkins University-Space Telescope Science Institute ohlásil svá zjištění v prosincovém vydání Astrophysical Journal. (Další, méně podrobná pozorování se objevila v vydání této publikace z ledna 2005.)
Výsledky týmu propůjčují věrohodnosti teorii, že galaxie, které můžeme vidět v nejhustších oblastech „kosmických sítí“ neviditelné temné hmoty, stejně jako pěnivé shromažďující se na vrcholcích oceánských vln, uvedl spoluautor studie Myungkook James Jee, pomocný výzkum vědec na Katedře fyziky a astronomie Henryho A. Rowlanda v Krieger School of Johns Hopkins 'School of Arts and Sciences.
"Pokroky v počítačové technologii nám nyní umožňují simulovat celý vesmír a sledovat koalescenci hmoty do hvězd, galaxií, shluků galaxií a enormně dlouhých vláken od prvních sto tisíc let do současnosti," řekl Jee. "Je však velmi obtížné pozorovat simulační výsledky pozorně, protože temná hmota nevyzařuje světlo."
Jee řekl, že tým změřil jemné gravitační „čočky“ patrné na obrázcích Hubbleova snímku? to znamená, malé deformace tvarů galaxií způsobené gravitací z neviditelné temné hmoty? vytvářet podrobné mapy temné hmoty. Prováděli svá pozorování ve dvou shlucích galaxií, které se formovaly, když byl vesmír asi polovinou jeho současného věku.
"Snímky, které jsme pořídili, jasně ukazují, že klastrové galaxie jsou umístěny v nejhustších oblastech halos temné hmoty, které jsou na našich obrázcích vykresleny fialově," řekl Jee.
Práce se opírá o teorii, že temná hmota? což představuje 90 procent hmoty ve vesmíru? a viditelná hmota by se měla spojit na stejných místech, protože je přitahuje gravitace, řekl Jee. Koncentrace tmavé hmoty by měly přitahovat viditelnou hmotu a v důsledku toho pomáhat při tvorbě světelných hvězd, galaxií a shluků galaxií.
Temná hmota představuje jeden z nejzáhadnějších problémů moderní kosmologie. Neviditelné, ale nepochybně tam? Vědci mohou měřit jeho účinky? jeho přesné vlastnosti zůstávají nepolapitelné. Předchozí pokusy podrobně mapovat temnou hmotu pozemními dalekohledy byly ovlivněny turbulencí v zemské atmosféře, které výsledné obrazy rozmazaly.
"Pozorování atmosférou je jako zkoušet vidět detaily obrázku na dně bazénu plného vln," řekl Holland Ford, jeden z spoluautorů papíru a profesor fyziky a astronomie v Johns Hopkins.
Tým Johns Hopkins-STScI byl schopen překonat atmosférickou překážku pomocí kosmického dalekohledu založeného na vesmíru. Instalace Advanced Camera for Surveys v Hubbleu před třemi lety byla další výhoda, která zvýšila efektivitu objevování předchozí HST faktorem 10.
Tým se na jižní obloze soustředil na dva klastry galaxií (každý obsahující více než 400 galaxií).
"Tyto obrazy byly ve skutečnosti určeny hlavně ke studiu galaxií v klastrech, a nikoli objektivu pozadí galaxií v pozadí," řekl spoluautor Richard White, astronom STScI, který je také vedoucím Hubbleova archivu dat pro STScI. „Díky ostrosti a citlivosti obrazů je však pro tento projekt ideální. To je skutečná krása obrázků Hubbleova: budou používána celá léta pro nová vědecká zkoumání. “
Výsledkem analýzy týmu je řada živě podrobných, počítačově simulovaných obrázků ilustrujících polohu temné hmoty. Podle Jee tyto snímky poskytují vědcům bezprecedentní příležitost odvodit vlastnosti temné hmoty.
Shlukovaná struktura temné hmoty kolem klastrových galaxií je v souladu se současným přesvědčením, že částice temné hmoty jsou „bez kolizí“, řekl Jee. Na rozdíl od normálních částic hmoty se fyzici domnívají, že se nesrážejí a nerozptylují jako kulečníkové koule, nýbrž jednoduše procházejí jeden přes druhého.
"Částice bez kolize se navzájem bombardují, stejně jako dva atomy vodíku." Pokud by částice temné hmoty byly kolizní, pozorovali bychom mnohem plynulejší rozložení temné hmoty bez jakýchkoli drobných neohrabaných struktur, “řekl Jee.
Ford uvedl, že tato studie prokazuje, že ACS je jedinečně výhodná pro gravitační čočkové studie a časem podstatně zlepší porozumění vzniku a vývoji kosmické struktury, jakož i temné hmoty.
"Jsem nesmírně potěšen, že sedm let tvrdé práce tolika talentovaných vědců a techniků na výrobě Advanced Camera for Surveys poskytuje celé lidstvu hlubší obrazy a porozumění původu našeho úžasného vesmíru," řekl Ford, který je hlavní řešitel ACS a vedoucí vědeckého týmu.
Vědecký a inženýrský tým ACS je soustředěn na Johns Hopkins University a Space Telescope Science Institute na univerzitním kampusu Homewood v Baltimoru. Zahrnuje také vědce z dalších významných univerzit ve Spojených státech a Evropě. ACS byl vyvinut týmem na základě smlouvy NASA NAS5-32865 a tento výzkum byl podporován grantem NASA NAG5-7697.
Původní zdroj: JHU News Release
