Mørk materie, ser det ut til, har klamret seg fast til galakser i veldig lang tid. De fleste galakser som eksisterte for 10 milliarder år siden hadde omtrent like mye mørk materie som galakser gjør i dag, i strid med tidligere studier som antydet mindre mørk materie som lurte rundt galakser i det tidlige universet.
"Mørk materie var på samme måte rikelig i stjernedannende galakser i den fjerne fortid som i dag,"sa Alfred Tiley, en astronom ved Durham University i England og hovedforfatter på den nye studien. Forskningen ble nylig sendt til tidsskriftet Monthly Notices of the Royal Astronomical Society og publisert 16. november i preprint-tidsskriftet arXiv." Det var ikke t en fullstendig overraskelse, men i virkeligheten visste vi ikke om den observasjonsvirkeligheten ville samsvare med forventningene fra teorien. "
Mørk materie utgjør omtrent 85 prosent av den totale massen i vårt kjente univers, men det mystiske stoffet samhandler ikke med lys, og etterlater forskere i mørket om dens presise natur. Så i stedet for å se på det, må astronomer stole på mørk materiens gravitasjonstrekk på den normale saken, kalt baryonisk materie, som utgjør stjernene, nebulasene og planetene vi ser på nattehimmelen, samt alle trær, steiner og mennesker på jorden.
Mørk materie har en tendens til å klumpe seg inn i glorie rundt galakser; astronomer oppdaget dette ved å måle hvor raskt galakser roterer. I henhold til Newtons tyngdelov skal stjerner i utkanten av en galakse rotere mye saktere enn de som står i sentrum. Men på 1960-tallet fant astronomer raske forstadsstjerner på kanten av Melkeveien som antydet at ekstra materiell gjemte seg utenfor disse stjernenes galaktiske baner.
Studier har siden målt tusenvis av rotasjonsrater over hele universet, og bekrefter tilstedeværelsen av disse mørke stoff-glorieene.
I den nye studien brukte forskere data fra to undersøkelser av 1 500 stjernedannende galakser for å beregne rotasjonsrater for galakser som går 10 milliarder år tilbake. Det er vanskelig å måle galaktisk rotasjon langt i den kosmiske fortiden, fordi disse eldgamle galaksene er utrolig fjerne og svake. Så forskerne estimerte et gjennomsnitt ved å klumpe sammen galaksenes avstand og deretter kombinere lyset.
"Vårt estimat av mengden mørk materie i galakser er et gjennomsnitt for hele befolkningen i hver epoke," sa Tiley til Live Science. "Mengden mørk materie i individuelle galakser kan variere betydelig."
Forskerne fant nesten like store mengder mørk materie for galakser som eksisterte for lenge siden i vår kosmiske fortid som for galakser i vårt lokale univers.
Men ikke alle er helt overbevist. Funnene motsier tidligere studier som fant at galakser i det tidlige universet hadde mindre mørkt stoff enn yngre galakser gjør. Disse studiene så på mye mer massive individuelle galakser og brukte en annen modell for å utlede mengden mørk materie.
Reinhard Genzel, hovedforfatter av en av de tidligere studiene og en astronom ved Max Planck Institute for Extraterrestrial Physics i Garching, Tyskland, sa til Live Science. "" bruker bare en av de fire uavhengige tilnærmingene vi hadde brukt for å komme til vår konklusjon.
Tiley fant ut at teamets resultater var veldig avhengig av modellen de brukte. Til syvende og sist valgte han å bruke en modell som han og kollegene fant for å være mer representative for de lave massene galakser forskerne mener dominerte i den tidlige epoken.
Datasimuleringer antyder at veldig høye masser av galakser, som de som studeres av Genzel, er sjeldne i det fjerne universet. "Det ser ut til at resultatene gjelder veldig massive galakser i denne fjerne epoken, men kanskje ikke er representative for galakser med relativt lavere stjernemasser, som de vi studerte i vårt arbeid," sa Tiley til Live Science.
De nye resultatene samsvarer med hva som kunne forventes fra den rådende "lambda kald mørke" materie-modellen som beskriver universet vårt. Denne modellen forklarer hvordan universet er strukturert og hvorfor det ekspanderer i stadig raskere tempo.
