Pokřivené vize kosmického mikrovlnného pozadí - nejstarší detekovatelné světlo - umožňují astronomům zmapovat celkové množství viditelné a neviditelné hmoty v celém vesmíru.
Zhruba 85 procent veškeré hmoty ve vesmíru jsou temná hmota, neviditelná i pro nejmocnější dalekohledy, ale zjistitelná gravitačním tahem.
Za účelem nalezení temné hmoty hledají astronomové efekt nazývaný gravitační čočka: když gravitační tah temné hmoty ohýbá a zesiluje světlo ze vzdálenějšího objektu. Ve své nejexcentričtější podobě vede k několika obloukovým obrazům vzdálených kosmických objektů.
Je tu však jedna námitka: za účelem odhalení temné hmoty musí být za ní přímo objekt. Hvězdy musí být zarovnány.
V nedávné studii vedené Dr. Jamesem Geachem z University of Hertfordshire ve Velké Británii se astronomové místo toho zaměřili na kosmické mikrovlnné pozadí (CMB).
"CMB je nejvzdálenější / nejstarší světlo, jaké můžeme vidět," řekl Dr. Geach časopisu Space Magazine. "Lze to považovat za povrch a podsvícení celého vesmíru."
Fotony z CMB se řítily na Zemi, protože vesmír byl starý jen 380 000 let. Jeden foton měl šanci narazit na spoustu hmoty, protože účinně prozkoumal veškerou hmotu ve vesmíru podél své linie pohledu.
"Náš pohled na CMB je tak trochu zkreslený, jak to vlastně vypadá - trochu jako pohled na vzorec na dně bazénu," řekl Dr. Geach.
Zaznamenáním malých zkreslení v CMB můžeme sondovat veškerou temnou hmotu v celém vesmíru. Ale dělat to je velmi náročné.
Tým pozoroval jižní oblohu pomocí dalekohledu South Pole Telescope, 10 metrů dalekohledu určeného pro pozorování v mikrovlnné troubě. Tento velký průkopnický průzkum vytvořil mapu CMB jižní oblohy, která byla v souladu s předchozími daty CMB ze satelitu Planck.
Charakteristické podpisy gravitačních čoček intervenující látkou nemohou být extrahovány okem. Astronomové se spoléhali na použití dobře vyvinutého matematického postupu. Nebudeme se zabývat ošklivými detaily.
To vytvořilo „mapu celkové předpokládané hustoty hmoty mezi námi a CMB. To je docela neuvěřitelné, pokud o tom přemýšlíte - je to observační technika, která mapuje veškerou hmotu ve vesmíru přímo zpět do CMB, “vysvětlil Dr. Geach.
Tým tam ale nedokončil jejich analýzu. Místo toho pokračovali v měření čoček CMB na pozicích kvasarů - mocných superhmotných černých děr ve středu nejstarších galaxií.
"Zjistili jsme, že oblasti oblohy s velkou hustotou kvazárů mají jasně silnější CMB čočkový signál, což znamená, že kvazary jsou skutečně umístěny ve hmotných strukturách ve velkém měřítku," Dr. Ryan Hickox z Dartmouth College - druhý autor studie - řekl časopisu Space Magazine.
Nakonec byla použita CMB mapa ke stanovení hmotnosti těchto halos temné hmoty. Tyto výsledky se shodovaly s výsledky stanovenými ve starších studiích, které se zaměřovaly na to, jak se kvazary seskupily v prostoru, aniž by se vůbec odkazovalo na CMB.
Konzistentní výsledky mezi dvěma nezávislými měřeními jsou mocným vědeckým nástrojem. Podle Dr. Hickoxe to ukazuje, že „máme silnou představu o tom, jak velké supermasivní černé díry sídlí ve velkých strukturách, a že (opět) Einstein měl pravdu.“
Příspěvek byl přijat k publikování v Astrophysical Journal Letters a je k dispozici ke stažení zde.
