Ovog su tjedna znanstvenici u suradnji s Dark Energy Survey (DES) objavili prvu u nizu detaljnih karata u kojima se bilježi raspodjela tamne tvari na temelju njezinih gravitacijskih učinaka. Novi podaci pokazuju velike vlakna tamne materije gdje leže vidljive galaksije i galaksije i kozmičke praznine u kojima živi vrlo malo galaksija.
"Naša dosadašnja analiza u skladu je s onim što predviđa trenutna slika svemira", rekao je Chihway Chang iz Švicarskog Federalnog tehnološkog instituta (ETH) iz Züricha, suvoditelj analize. "Zumirajući karte, izmjerili smo kako tamna materija obuhvaća galaksije različitih vrsta i kako se zajedno razvijaju u kozmičkom vremenu."
Istraživanje i karte koje se protežu na velikom području neba rezultat su ogromnog napora međunarodnog tima iz SAD-a, Velike Britanije, Španjolske, Njemačke, Švicarske i Brazila. Oni su objavili svoje nove rezultate na sastanku Američkog fizičkog društva (APS) u Baltimoreu, Maryland.
Prema kozmolozima, čestice tamne materije tijekom vremena struje i skupljaju se u određenim područjima kosmosa, često na istim mjestima gdje se galaksije tvore i grupiraju. S vremenom se u svemiru razvija „kozmička mreža“. Iako je tamna materija nevidljiva, ona se širi svemirom i osjeća povlačenje gravitacije. Astrofizičari tada mogu rekonstruirati njegove karte pregledom milijune galaksija, slično kao što bi se moglo zaključiti pomična orijentacija jata ptica iz sjene koja se kreće po zemlji.
Znanstvenici tvrtke DES stvorili su mape s jednom od najsnažnijih digitalnih kamera na svijetu, 570-megapikselskom kamerom tamne energije (DECam), koja je posebno osjetljiva na svjetlost iz dalekih galaksija. Postavljen je na 4-metarski teleskop Victor M. Blanco, smješten u Međameričkom opservatoriju Cerro Tololo na sjeveru Čilea. Svaka od njegovih slika bilježi podatke s područja 20 puta većih od Mjeseca koji se vide sa zemlje.
Pored toga, DECam prikuplja podatke gotovo deset puta brže nego prethodni strojevi. Prema Davidu Baconu, sa Instituta za kozmologiju i gravitaciju Sveučilišta u Portsmouthu, „To nam omogućuje da zavirimo dublje u svemir i sa većom jasnoćom vidimo učinke tamne materije i tamne energije. Ironično je da iako ti mračni entiteti čine 96% našeg svemira, vidjeti ih je teško i zahtijeva ogromne količine podataka. "
Teleskop i njegovi instrumenti omogućuju precizna mjerenja pomoću tehnike poznate kao "gravitacijsko leće". Astrofizičari proučavaju male izobličenja i smicanja slika galaksija uslijed gravitacijskog povlačenja tamne materije oko njih, slično iskrivljenim slikama predmeta u povećalom, osim što su posuđene galaksije koje promatraju znanstvenici DES-a najmanje 6 milijardi svjetlosnih, godina daleko.
Chang i Vinu Vikram (Argonne National Laboratory) vodili su analizu pomoću koje su neprimjereni detalj pratili mrežu tamne materije na 139 kvadratnih stupnjeva južne polutke. "Izmjerili smo jedva primjetna izobličenja u oblicima oko 2 milijuna galaksija za izgradnju ovih novih karata", rekao je Vikram. To iznosi manje od 0,4% cijelog neba, ali ispunjeno istraživanje DES će mapirati više od 30 puta ovo područje u narednih nekoliko godina.
Predložili su svoj istraživački rad na objavljivanje u nadolazećem broju časopisa Mjesečne obavijesti Kraljevskog astronomskog društva, a DES tim je to javno objavio u sklopu skupa radova na poslužitelju arXiv.org u utorak.
Preciznost i detaljnost ovih velikih međusobnih karata koje izrađuju znanstvenici DES omogućit će ispitivanja drugih kozmoloških modela. "Jako sam uzbuđen zbog onoga što će nam ove mape reći o tamnoj materiji u galaksijama, posebno s obzirom na teorije modificirane gravitacije", kaže Robert Nichol (Sveučilište u Portsmouthu). Einsteinov model gravitacije, opće relativnosti mogao bi biti pogrešan na velikim kosmološkim mjerilima ili u najgušćim regijama svemira, a kontinuirano istraživanje mračne energije će olakšati istraživanje ovoga.
