Przejdź do głównej zawartości

Słabe światło gwiazd na obrazach Hubble’a pokazuje rozkład ciemnej materii

Astronomowie wykorzystujący dane z kosmicznego teleskopu Hubble’a zastosowali rewolucyjną metodę wykrywania ciemnej materii w gromadach galaktyk. Metoda ta pozwala astronomom „widzieć” rozkład ciemnej materii bardziej precyzyjnie, niż jakakolwiek inna metoda stosowana do tej pory i mogłaby zostać wykorzystana do zbadania ostatecznej natury ciemnej materii. 


Przez ostatnie dziesięciolecia astronomowie próbowali zrozumieć prawdziwą naturę tajemniczej substancji, która składa się na większość materii we Wszechświecie – ciemnej materii – i odwzorować jej rozkład we Wszechświecie. Obecnie dwoje astronomów z Australii i Hiszpanii wykorzystało dane z Frontier Fields na teleskopie Hubble’a, aby dokładnie zbadać rozkład ciemnej materii.

Światło wewnątrz gromady jest produktem ubocznym oddziaływań między galaktykami. W trakcie tych interakcji gwiazdy zostają wyrwane ze swoich galaktyk i swobodnie płyną w gromadzie. Gdy uwolnią się od galaktyk, kończą tam, gdzie znajduje się większość masy gromady, głównie ciemnej materii. 

Zarówno ciemna materia jak i odizolowane gwiazdy, które tworzą światło wewnątrz gromady, działają jak bezkolizyjne składniki. Podążają one za potencjałem grawitacyjnym samej gromady. Badanie wykazało, że światło wewnątrz gromady jest wyrównane z ciemną materią, śledząc jej rozkład dokładniej, niż jakakolwiek inna metoda wykorzystująca dotychczas używane wskaźniki świecenia.

Metoda ta jest również wydajniejsza, niż bardziej złożona metoda soczewkowania grawitacyjnego. Podczas, gdy ta ostatnia wymaga zarówno dokładnej rekonstrukcji soczewki, jak i czasochłonnych kampanii spektroskopowych, metoda przedstawiona przez Mireię Montes wykorzystuje tylko głębokie obrazowanie. Oznacza to, że w tej samej ilości czasu obserwacyjnego za pomocą nowej metody można badać więcej gromad.

Wyniki badań przedstawiają możliwość eksploracji ostatecznej natury ciemnej materii. Jeżeli ciemna materia oddziałuje ze sobą, można to wykryć jako małe odchylenia w rozkładzie ciemnej materii w porównaniu do słabej poświaty gwiazd. Obecnie wszystko, co wiadomo na temat ciemnej materii to to, że wydaje się oddziaływać z grawitacyjnie z regularną materią, ale nie w żaden inny sposób. Stwierdzenie, że będzie ona współoddziaływać, będzie mieć istotne ograniczenia dla jej tożsamości.

Na razie Montes i Trujillo planują przeprowadzić więcej przeglądów pierwotnych sześciu gromad aby sprawdzić, czy ich metoda jest dokładna. Kolejnym ważnym testem ich metody będzie obserwacja i analiza dodatkowych gromad galaktyk przez inne zespoły badawcze, aby uzupełnić zestaw danych i potwierdzić ich wyniki.

Zespół może również oczekiwać zastosowania tych samych technik z wykorzystaniem przyszłych teleskopów kosmicznych, takich jak teleskop Jamesa Webba, które będą posiadały jeszcze bardziej czułe instrumenty zdolne do rozpoznawania słabego światła wewnątrz gromady w odległym Wszechświecie.

Opracowanie:
Agnieszka Nowak

Źródło:

Popularne posty z tego bloga

Wykryto największą eksplozję w historii Wszechświata

Naukowcy badający odległą gromadę galaktyk odkryli największą eksplozję obserwowaną we Wszechświecie od czasów Wielkiego Wybuchu.

Wybuch pochodził z supermasywnej czarnej dziury w centrum odległej o setki milionów lat świetlnych stąd galaktyki. W trakcie eksplozji zostało uwolnione pięć razy więcej energii, niż przy poprzednim ówczesnym najpotężniejszym wybuchu.
Astronomowie dokonali tego odkrycia przy użyciu danych z obserwatorium rentgenowskiego Chandra i XMM-Newton, a także danych radiowych z Murchison Widefield Array (MWA) w Australii i Giant Metrewave Radio Telescope (GMRT) w Indiach.
Ten potężny wybuch został wykryty w gromadzie galaktyk Ophiuchus, która znajduje się około 390 mln lat świetlnych stąd. Gromady galaktyk to największe struktury we Wszechświecie utrzymywane razem przez grawitację, zawierające tysiące pojedynczych galaktyk, ciemną materię i gorący gaz.
W centrum gromady Ophiuchus znajduje się duża galaktyka zawierająca supermasywną czarną dziurę. Naukowcy uważają, że źró…

Odkryto najbliższą znaną „olbrzymią planetę niemowlęcą”

Nowonarodzona masywna planeta znajduje się zaledwie 100 parseków od Ziemi.

Naukowcy odkryli nowonarodzoną masywną planetę bliższą Ziemi niż jakikolwiek tego typu obiekt w podobnym wieku. Olbrzymia niemowlęca planeta, nazwana 2MASS 1155-7919 b, znajduje się w asocjacji Epsilon Chamaeleontis i leży tylko około 330 lat świetlnych od naszego Układu Słonecznego.
„Ciemny, chłodny obiekt, który znaleźliśmy, jest bardzo młody i ma zaledwie 10 mas Jowisza, co oznacza, że prawdopodobnie patrzymy na planetę niemowlęcą, być może wciąż w fazie formowania się. Chociaż zostało odkrytych wiele innych planet podczas misji Kepler i innych podobnych, prawie wszystkie z nich są planetami ‘starymi’. Obiekt ten jest jednocześnie czwartym lub piątym przykładem planety olbrzymiej krążącej tak daleko od swojej gwiazdy macierzystej. Teoretycy usiłują wyjaśnić, w jaki sposób się tam uformowały lub jak tam dotarły” – powiedziała Annie Dickson-Vandervelde, główna autorka pracy.
Do odkrycia naukowcy wykorzystali dane…

Czy rozwiązano tajemnicę ekspansji Wszechświata?

Badacz z Uniwersytetu Genewskiego rozwiązał naukową kontrowersję dotyczącą tempa ekspansji Wszechświata, sugerując, że na dużą skalę nie jest ono całkowicie jednorodne.


Ziemia, Układ Słoneczny, cała Droga Mleczna i kilka tysięcy najbliższych nam galaktyk porusza się w ogromnym „bąblu” o średnicy 250 mln lat świetlnych, gdzie średnia gęstość materii jest o połowę mniejsza niż w pozostałej części Wszechświata. Taka jest hipoteza wysunięta przez fizyka teoretyka z Uniwersytetu Genewskiego (UNIGE) jako rozwiązanie zagadki, która od dziesięcioleci dzieli społeczność naukową: z jaką prędkością rozszerza się Wszechświat? Do tej pory co najmniej dwie niezależne metody obliczeniowe osiągnęły dwie wartości różniące się o około 10% z odchyleniem, które jest statystycznie nie do pogodzenia. Nowe podejście usuwa tę rozbieżność bez korzystania z „nowej fizyki”.
Wszechświat rozszerza się od czasu Wielkiego Wybuchu, który miał miejsce 13,8 mld lat temu – propozycja po raz pierwszy przedstawiona przez b…