En nøyaktig illustrasjon av unge galakser som er over milliarder lysår unnaKlikk for å forstørre / a>
Astronomer har funnet tydelige indikasjoner på at klumper av mørk materie er sykehjemmet for nyfødte galakser omtrent tolv milliarder lysår unna. Et enkelt rede av mørk materie kan gi næring til flere unge galakser. Disse resultatene fra forskere ved Space Telescope Science Institute, National Astronomical Observatory of Japan og University of Tokyo bekrefter spådommer om den for tiden dominerende teorien om kosmologi kjent som Cold Dark Matter-modellen.
Nyere studier antyder at mørk materie veier vanlig stoff med en faktor på syv. Selv om mørk materie ikke kan sees direkte gjennom et teleskop, avslører det seg for astronomer ved sin sterke gravitasjonstrekk på nærliggende stjerner og gass, og til og med galakser.
Galakser klynges ofte sammen, og hvordan de klynges, bestemmes mest av tyngdekraften.
Ved å studere hvordan galakser klynger seg, er det mulig å bestemme hvordan mørk materie blir fordelt og hvordan det påvirker fødselen og veksten av galakser. I det siste var det ekstremt vanskelig å studere klyngen til unge galakser. Unge galakser virker svake på grunn av deres store avstander, og det var en observasjonsutfordring å finne nok av dem til å studere hvordan de klynger seg.
Masami Ouchi fra Space Telescope Science Institute og kolleger brukte Subaru-teleskopet og dets Suprime-Cam-kamera for å studere et stykke av himmelen i stjernebildet Cetus (hvalen) kalt Subaru / XMM-Newton Deep Survey Field (SXDS). Dette stykke himmel dekker et område som er fem ganger så stor som fullmånen. Ved å ta dype og sensitive bilder av feltet i tre farger med synlig lys, kunne SXDS-teamet finne omtrent sytten tusen (17 000) unge galakser tolv milliarder lysår unna. Dette tallet er ti ganger større enn tidligere studier av så unge galakser.
Basert på disse dataene fant teamet ut at:
1) Det er mange par galakser med separasjoner mindre enn åtte hundre tusen (800 000) lysår.
2) Selv på store avstander er galakser sterkt gruppert.
Begge disse resultatene forventes hvis galaksene ligger i klumper av mørk materie. SXDS-teamet sammenlignet observasjonsresultatene i detalj med teoretiske forutsigelser basert på en Cold Dark Matter-modell av teammedlem Takashi Hamana og fant at den gjennomsnittlige klumpen av mørk materie rede veier så mye som seks hundre milliarder soler, og at en enkelt klump av mørk materie har flere unge galakser.
Uavhengig av dette brukte Nobunari Kashikawa fra National Astronomical Observatory of Japan og kolleger også Subarus Suprime-Cam-kamera for å studere et område med himmel i stjernebildet Coma Berenices (Berenice's Hair) kalt Subaru Deep Field (SDF). Dette feltet er bare på størrelse med en fullmåne, men tilgjengelige data er dobbelt så følsomme som SXDS-feltdataene. SDF-teamet fant rundt fem tusen (5000) unge galakser i en avstand på tolv milliarder lysår, og åtte hundre (800) enda yngre galakser med en avstand på tolv milliarder fem hundre millioner lysår. SDF-teamet var også i stand til å dobbeltsjekke identiteten til de unge galaksene ved å ta spektraldata om galaksenes med Subaru- og Keck-teleskopene. SDF-teamet oppnådde uavhengig resultatene 1) +2) beskrevet ovenfor, og konkluderte med at noen enkeltklumper av mørk materie har flere unge galakser. I SDF-bildene er det mulig å se flere nyfødte galakser som kramet seg sammen i et lite område. Ved å sammenligne SDF-dataene i detalj med datamaskinerimuleringer med høy presisjon av veksten av klumper i Cold Dark Matter av teammedlem Masahiro Nagashima ved Kyoto University, konkluderer SDF-teamet at tyngre klumper av mørk materie har mer lyse galakser, og at denne preferansen gir korrelasjonene som er funnet i reell observasjon.
De to teamene har sammen funnet det første konkrete beviset på at unge galakser i det tidlige universet ligger i klumper av mørk materie, og at en enkelt klump av mørk materie pleier flere unge galakser. Begge lag benyttet seg av Subaru-teleskopets unike evne til å ta dyptfølsomme bilder over et stort himmelområde.
Originalkilde: NAOJ News Release
