Научници су направили најдетаљнију мапу икад створене тамне материје која се простире Универзумом, откривајући како је утицала на формирање звезда, галаксија и планета.
Истраживање, које укључује астрономе са Универзитета Дурхам у Великој Британији, пружа нови увид у то како је ова невидљива супстанца помогла да се обична материја споји, формирајући галаксије као што је Млечни пут и на крају планете попут Земље.
Налази су засновани на новим запажањима НАСА-иног свемирског телескопа Јамес Вебб (Вебб) и објављени су у часопису Природна астрономија.
Међународну студију су заједно водили Универзитет Дурам, НАСА-ина Лабораторија за млазни погон (ЈПЛ) и Ецоле Политецхникуе Федерал де Лаусанне (ЕПФЛ), Швајцарска.
Како је тамна материја обликовала универзум који данас видимо
Новостворена мапа потврђује раније студије, док открива финије детаље о односу између тамне материје и нормалне материје која чини све што можемо да видимо, додирнемо и са чим ступимо у интеракцију.
На почетку Универзума, и тамна материја и обична материја су вероватно биле танко распрострањене по свемиру. Научници верују да је тамна материја прва почела да се спаја. Његова гравитација је тада повукла нормалну материју, стварајући густе регионе где би звезде и галаксије могле да почну да се формирају.
Овај процес је поставио општи образац за то како су галаксије данас распоређене широм Универзума. Омогућавајући галаксијама и звездама да се формирају раније него што би иначе, тамна материја је такође помогла у стварању услова потребних за развој планета. Без овог раног утицаја, елементи потребни за живот можда се никада нису формирали у нашој галаксији.
Ко-водитељ истраживања др Гавин Лерои, са Института за рачунарску космологију, Одељење за физику Универзитета Дурхам, рекао је: „Откривањем тамне материје са невиђеном прецизношћу, наша мапа показује како је невидљива компонента Универзума структурирала видљиву материју до те мере да омогућава појаву галаксија, коначног живота и самих звезда,.
„Ова мапа открива невидљиву, али суштинску улогу тамне материје, правог архитекте Универзума, која постепено организује структуре које посматрамо кроз наше телескопе.
Откривање невидљивог кроз гравитацију
Тамна материја се не може директно видети јер не емитује, не рефлектује, апсорбује или блокира светлост. Такође се креће кроз обичну материју без интеракције са њом, слично као дух.
Његово присуство се открива кроз гравитацију. Нова мапа показује овај ефекат са већом јасноћом него икада раније. Један од кључних доказа је колико се блиско мапе тамне материје слажу са мапама нормалне материје.
Према истраживачима, Вебова запажања показују да ово поравнање није случајно. Уместо тога, он одражава гравитационо привлачење тамне материје привлачећи нормалну материју ка себи током историје Универзума.
Коаутор истраживања, професор Рицхард Массеи, са Института за рачунарску космологију, Одсјек за физику Универзитета Дурхам, рекао је: „Гдје год данас нађете нормалну материју у Универзуму, налазите и тамну материју.
„Милијарде честица тамне материје прођу кроз ваше тело сваке секунде. Нема штете, не примећују нас и само настављају.
„Али цео усковитлани облак тамне материје око Млечног пута има довољну гравитацију да држи целу нашу галаксију на окупу. Без тамне материје, Млечни пут би се распао.“
Вебов дубоки поглед на космос
Мапа покрива област неба која је око 2,5 пута већа од пуног Месеца, која се налази у сазвежђу Сектанс.
Веб је посматрао ово подручје око 255 сати и идентификовао скоро 800.000 галаксија, од којих су многе виђене први пут. Да би лоцирао тамну материју, тим је измерио како њена маса савија простор, што заузврат савија светлост која путује ка Земљи из удаљених галаксија – као да је та светлост прошла кроз искривљено прозорско стакло.
Добијена мапа укључује отприлике десет пута више галаксија од ранијих земаљских мапа истог региона и двоструко више од оних направљених помоћу Хуббле свемирског телескопа. Открива нове концентрације тамне материје и пружа много оштрији поглед на области које је Хабл раније посматрао.
Водећи аутор истраживања др Диана Сцогнамиглио, из НАСА-ине Лабораторије за млазни погон, рекла је: „Ово је највећа мапа тамне материје коју смо направили са Вебом, и двоструко је оштрија од било које мапе тамне материје коју су направиле друге опсерваторије.
„Раније смо гледали мутну слику тамне материје. Сада видимо невидљиву скелу Универзума са запањујућим детаљима, захваљујући Вебовој невероватној резолуцији.“
Инструменти и истраживање будућности
Да би побољшао мерења удаљености за многе галаксије на мапи, истраживачки тим је користио Вебов средњи инфрацрвени инструмент (МИРИ).
Центар за екстрагалактичку астрономију Универзитета Дурам допринео је развоју МИРИ-ја, који је дизајнирао и управљао лансирањем од стране ЈПЛ-а. Инструмент је посебно ефикасан у откривању галаксија скривених иза дебелих облака космичке прашине.
Тим планира да прошири свој рад мапирањем тамне материје широм Универзума користећи Еуцлид телескоп Европске свемирске агенције (ЕСА) и НАСА-ин предстојећи римски свемирски телескоп Нанци Граце. Ова будућа запажања ће помоћи научницима да боље разумеју основна својства тамне материје и како је она еволуирала током космичког времена.
Регион неба анализиран у овој студији ће послужити као референтна тачка, омогућавајући будуће мапе тамне материје да се упореде и прецизирају са већом прецизношћу.
Најновије истраживање финансирали су НАСА, РЦУК/Сциенце анд Тецхнологи Фацилитиес Цоунцил (СТФЦ), Швајцарски државни секретаријат за образовање, истраживање и иновације (СЕРИ), РЦУК/СТФЦ Централ Ласер Фацилити у лабораторији СТФЦ Рутхерфорд Апплетон и Центре Натионал д’Етудес Спатиалес.
