Koristeći Hubbleovu naprednu kameru za ankete, astronomi su uspjeli crtati nevidljivu tamnu tvar u udaljenoj galaksiji, što im je omogućilo da stvore jednu od najoštrijih i najsloženijih mapa tamne materije u svemiru. Tražiti nevidljivu i neodređenu materiju je težak posao, ali onaj koji astronomi pokušavaju raditi više od desetljeća. Ova nova karta također može pružiti tragove o tim misterioznim stvarima u svemiru - tamnoj energiji - i kakvoj je ulozi igrala u ranim formativnim godinama svemira.
Tim koji predvodi Dan Coe iz JPL-a upotrijebio je Hubble za gledanje u Abell 1689, smješten 2,2 milijarde svjetlosnih godina. Gravitacija klastera, koja uglavnom dolazi iz tamne materije, djeluje poput kozmičkog povećala, savijajući se i pojačavajući svjetlost iz udaljenih galaksija iza sebe. Ovaj efekt, nazvan gravitacijskim lećanjem, stvara višestruke, iskrivljene i uvelike povećane slike tih galaksija, čineći da galaksije izgledaju iskrivljeno i nejasno. Proučavajući iskrivljene slike, astronomi su procijenili količinu tamne materije unutar grozda. Kad bi gravitacija klastera potekla samo iz vidljivih galaksija, izobličenja leće bila bi mnogo slabija.
Ono što su otkrili upućuje na to da su se galaksije galaksije mogle formirati ranije nego što se očekivalo, prije nego što je pritisak mračne energije spriječio njihov rast.
Tamna energija potiskuje galaksije jedna od druge tako što proteže prostor između njih, potiskujući tako formiranje divovskih struktura koje se nazivaju galaksijama. Jedan od načina na koji astronomi mogu ispitati ovaj prvobitni tegljač je putem mapiranja raspodjele tamne materije u grozdovima.
"Objektivi su poput velike slagalice", rekao je Coe. "Ovdje smo prvi put shvatili način da se masa Abel 1689. rasporedi na takav način da sve ove pozadinske galaksije usmjeri na njihove promatrane položaje." Coe je koristio ove podatke za izradu karte veće razlučivosti klastera distribucije tamne materije nego što je to bilo moguće prije.
Na temelju svoje mape mape veće razlučivosti, Coe i njegovi suradnici potvrđuju prethodne rezultate koji pokazuju da je jezgra Abell 1689 znatno gušća u tamnoj materiji nego što se očekivalo za skup njegove veličine, temeljen na računalnim simulacijama rasta strukture. Abell 1689. pridružuje se šačici drugih dobro proučenih grozdova za koje je otkriveno da imaju slične guste jezgre. Nalaz je iznenađujući, jer bi pritisak mračne energije rano u povijesti svemira zaustavio rast svih galaksije.
"Galaksni klasteri bi, prema tome, morali započeti formirati milijarde godina ranije kako bi se povećali brojevi koje danas vidimo", rekao je Coe. "U ranijim je vremenima svemir bio manji i gušće nabijen tamnom materijom. Čini se da je Abell 1689. pri rođenju dobro nahranjen gustom materijom koja ga je okruživala. Klaster je nosio taj dio sa sobom kroz život odraslih da bi se mogao pojaviti onakav kakav ga danas promatramo. "
Astronomi planiraju proučiti više klastera kako bi potvrdili mogući utjecaj tamne energije. Glavni Hubbleov program koji će analizirati tamnu tvar u gigantskim galaksijama je istraživanje klastera Lensing i Supernova s Hubbleom (CLASH). U ovom će istraživanju teleskop proučavati 25 klastera ukupno mjesec dana u naredne tri godine. CLASH klasteri odabrani su zbog snažne emisije rendgenskih zraka, što ukazuje da sadrže velike količine vrućeg plina. To obilje znači da su grozdovi izuzetno masivni. Promatrajući ove grozdove, astronomi će preslikati raspodjelu tamne materije i tražiti pouzdanije dokaze ranog formiranja klastera i eventualno rane tamne energije.
