Dokładna ilustracja młodych galaktyk w odległości <miliarda lat świetlnych stąd Kliknij, aby powiększyć / a>
Astronomowie odkryli wyraźne oznaki, że grudki ciemnej materii są miejscem pielęgnacji nowo narodzonych galaktyk w odległości około 12 miliardów lat świetlnych. Jedno gniazdo ciemnej materii może pielęgnować kilka młodych galaktyk. Te wyniki badań naukowców z Space Telescope Science Institute, National Astronomical Observatory of Japan i University of Tokyo potwierdzają przewidywania dotyczące obecnie dominującej teorii kosmologii znanej jako model Cold Dark Matter.
Ostatnie badania sugerują, że ciemna materia waży zwykłą materię siedmiokrotnie. Chociaż ciemnej materii nie można zobaczyć bezpośrednio przez teleskop, ujawnia się ona astronomom poprzez silne przyciąganie grawitacyjne pobliskich gwiazd i gazu, a nawet galaktyk.
Galaktyki są często zgrupowane razem, a ich gromada zależy głównie od grawitacji.
Studiując, w jaki sposób gromady galaktyk się skupiają, można ustalić, w jaki sposób rozkłada się ciemna materia i jak wpływa na narodziny i wzrost galaktyk. W przeszłości niezwykle trudno było badać gromadę młodych galaktyk. Młode galaktyki wydają się słabe ze względu na duże odległości, a znalezienie ich wystarczającej liczby do zbadania, w jaki sposób gromada była wyzwaniem obserwacyjnym.
Masami Ouchi z Space Telescope Science Institute i jego koledzy użyli teleskopu Subaru i jego kamery Suprime-Cam do badania kawałka nieba w gwiazdozbiorze Cetusa (wieloryba) zwanego polem głębokiego badania subaru Subaru / XMM-Newton (SXDS). Ten kawałek nieba zajmuje powierzchnię pięć razy większą niż księżyc w pełni. Wykonując głębokie i czułe zdjęcia pola w trzech kolorach światła widzialnego, zespół SXDS był w stanie znaleźć około siedemnaście tysięcy (17 000) młodych galaktyk w odległości 12 miliardów lat świetlnych. Liczba ta jest dziesięć razy większa niż poprzednie badania takich młodych galaktyk.
Na podstawie tych danych zespół stwierdził, że:
1) Istnieje wiele par galaktyk o odległości mniejszej niż osiemset tysięcy (800 000) lat świetlnych.
2) Nawet na dużych odległościach galaktyki są silnie skupione.
Oba te wyniki są oczekiwane, jeśli galaktyki są zagnieżdżone w skupiskach ciemnej materii. Zespół SXDS szczegółowo porównał wyniki obserwacji z przewidywaniami teoretycznymi opartymi na modelu Cold Dark Matter opracowanym przez członka zespołu Takashi Hamana i stwierdził, że średnia kępa gniazd ciemnej materii waży aż sześćset miliardów (600 000 000 000) słońc, i że pojedynczy gromada ciemnej materii zawiera wiele młodych galaktyk.
Niezależnie, Nobunari Kashikawa z Narodowego Obserwatorium Astronomicznego w Japonii i jego koledzy również użyli kamery Subaru Suprime-Cam do badania obszaru nieba w gwiazdozbiorze śpiączki Bereniki (Włosy Berenice) zwanej Głębokim Polem Subaru (SDF). To pole ma rozmiar tylko jednego księżyca w pełni, ale dostępne dane są dwa razy bardziej wrażliwe niż dane pola SXDS. Zespół SDF znalazł około pięciu tysięcy (5000) młodych galaktyk w odległości dwunastu miliardów lat świetlnych, a osiemset (800) jeszcze młodszych galaktyk w odległości dwunastu miliardów pięćset milionów lat świetlnych. Zespół SDF był również w stanie dwukrotnie sprawdzić tożsamość młodych galaktyk, pobierając dane spektralne galaktyk za pomocą teleskopów Subaru i Keck. Zespół SDF niezależnie uzyskał wyniki 1) +2) opisane powyżej i stwierdził, że niektóre pojedyncze skupiska ciemnej materii zawierają wiele młodych galaktyk. Na zdjęciach SDF można zobaczyć kilka nowo narodzonych galaktyk skupionych razem na niewielkim obszarze. Porównując dane SDF ze szczegółowymi symulacjami komputerowymi wzrostu skupisk w Cold Dark Matter przez członka zespołu Masahiro Nagashima z Uniwersytetu w Kioto, zespół SDF stwierdza, że cięższe skupiska ciemnej materii mają więcej jasnych galaktyk i że ta preferencja powoduje korelacje znalezione w rzeczywistej obserwacji.
Oba zespoły wspólnie znalazły pierwszy konkretny dowód na to, że młode galaktyki we wczesnym wszechświecie są zagnieżdżone w skupiskach ciemnej materii i że pojedynczy skupisko ciemnej materii pielęgnuje kilka młodych galaktyk. Obie drużyny wykorzystały wyjątkową zdolność teleskopu Subaru do robienia głębokich wrażliwych zdjęć na dużym obszarze nieba.
Oryginalne źródło: NAOJ News Release
