Więcej wiadomości na temat ciemnej materii w tym tygodniu: Analizując światło z galaktyk karłowatych krążących wokół Drogi Mlecznej, naukowcy uważają, że odkryli minimalną masę galaktyk we wszechświecie - 10 milionów razy większą niż masa Słońca. Ta masa może być najmniejszym znanym „budulcem” tajemniczej, niewidzialnej substancji zwanej ciemną materią. Gwiazdy, które tworzą się w tych blokach budulcowych, zlepiają się i przekształcają w galaktyki. Naukowcy bardzo mało wiedzą o mikroskopijnych właściwościach ciemnej materii, mimo że stanowi ona około pięciu szóstych całej materii we wszechświecie. „Znając tę minimalną masę galaktyki, możemy lepiej zrozumieć, jak zachowuje się ciemna materia, co jest niezbędne, aby pewnego dnia dowiedzieć się, jak powstał nasz wszechświat i życie, jakie znamy” - powiedział Louis Strigari, główny autor tego badania z University of California, Irvine.
Ciemna materia rządzi wzrostem struktury we wszechświecie. Bez niego galaktyki takie jak nasza Droga Mleczna nie istniałyby. Naukowcy wiedzą, w jaki sposób grawitacja ciemnej materii przyciąga normalną materię i powoduje powstawanie galaktyk. Podejrzewają również, że małe galaktyki łączą się z czasem, tworząc większe galaktyki, takie jak nasza Droga Mleczna.
Najmniejsze znane galaktyki, zwane galaktykami karłowatymi, różnią się znacznie jasnością, od 1000 razy jasności Słońca do 10 milionów razy jasności Słońca. Wiadomo, że co najmniej 22 z tych galaktyk karłowatych okrąża Drogę Mleczną. Naukowcy z UCI przebadali 18 z nich, korzystając z danych uzyskanych za pomocą teleskopu Keck na Hawajach i teleskopu Magellana w Chile, w celu obliczenia ich mas. Analizując światło gwiazd w każdej galaktyce, określili prędkość poruszania się gwiazd. Korzystając z tych prędkości, obliczyli masę każdej galaktyki.
Naukowcy spodziewali się, że masy będą się różnić, przy czym najjaśniejsza galaktyka waży najwięcej, a najsłabsza galaktyka waży najmniej. Ale zaskakująco wszystkie galaktyki karłowate miały tę samą masę - 10 milionów razy większą niż masa Słońca.
Manoj Kaplinghat, współautor badań oraz profesor fizyki i astronomii w UCI, wyjaśnia to odkrycie, posługując się analogią, w której ludzie odgrywają rolę ciemnej materii.
„Załóżmy, że jesteś kosmitą lecącym nad Ziemią i identyfikującym obszary miejskie na podstawie koncentracji świateł w nocy. Na podstawie jasności świateł można domyślać się na przykład, że więcej ludzi mieszka w Los Angeles niż w Bombaju, ale tak nie jest - powiedział Kaplinghat. „To, co odkryliśmy, jest bardziej ekstremalne i podobne do powiedzenia, że wszystkie obszary metra, nawet te ledwo widoczne w nocy dla kosmitów, mają populację około 10 milionów”.
Ponieważ galaktyki karłowate są głównie ciemną materią - stosunek ciemnej materii do normalnej materii wynosi aż 10 000 do jednego - odkrycie masy minimalnej ujawnia podstawową właściwość ciemnej materii.
„Jesteśmy podekscytowani, ponieważ te galaktyki są praktycznie niewidoczne, ale zawierają ogromną ilość ciemnej materii” - powiedział James Bullock, współautor badań i dyrektor Centrum Kosmologii UCI. „Pomaga nam to lepiej zrozumieć cząstkę tworzącą ciemną materię i uczy nas czegoś o tym, jak galaktyki tworzą się we wszechświecie”.
Naukowcy twierdzą, że mogą istnieć grudki ciemnej materii, które nie zawierają gwiazd. Jedyne grudki ciemnej materii, które mogą teraz wykryć, są oświetlone przez gwiazdy.
Naukowcy mają nadzieję dowiedzieć się o właściwościach mikroskopowych ciemnej materii, kiedy Wielki Zderzacz Hadronów w Szwajcarii zacznie działać pod koniec tego roku. Urządzenie przyspieszy dwie wiązki jąder w pierścieniu w przeciwnych kierunkach, a następnie złączy je razem, aby odtworzyć warunki tuż po Wielkim Wybuchu. W ten sposób naukowcy mają nadzieję po raz pierwszy stworzyć cząsteczkę ciemnej materii w laboratorium.
Źródło: University of California, Irvine
