Mörk materia är mystiska saker, eftersom vi inte riktigt kan "se" det. Men det har inte hindrat forskare från att undersöka det och från att teoretisera om det. En teori säger att det bör finnas filamentstrukturer av mörk materia som förbinder galaxer. Forskare från University of Waterloo har nu avbildat ett av de mörka materialtrådarna för första gången.
De två forskarna, Seth D. Epps och Michael J. Hudson, presenterar sina resultat i ett papper vid de månatliga meddelandena från Royal Astronomy Society.
Teorin förutspår att filament av mörk materie förbinder galaxer genom att nå från en galaxens mörka materie till samma halo i en annan galax. Andra forskare har hittat filament av mörka ämnen som förbinder hela galaxkluster, men det är första gången filament har avbildats mellan enskilda galaxer.
"Den här bilden flyttar oss bortom förutsägelser till något vi kan se och mäta." - Mike Hudson, University of Waterloo
"I årtionden har forskare förutspått existensen av mörka materialtrådar mellan galaxer som fungerar som en webbliknande överbyggnad som förbinder galaxer tillsammans", säger Mike Hudson, professor i astronomi vid University of Waterloo. "Den här bilden flyttar oss bortom förutsägelser till något vi kan se och mäta."
Mörk materie utgör cirka 25% av universum. Men det lyser inte, reflekterar eller interagerar med ljus på något sätt, så det är svårt att studera. Det enda sättet vi verkligen kan studera det är genom att observera tyngdkraften. I denna studie använde astronomparet den svaga gravitationslinseringstekniken.
Svag gravitationslinsning förlitar sig på effekten som massan har på ljus. Tillräckligt koncentrerad massa i förgrunden - mörk materia i detta fall - kommer att varpa ljus från avlägsna källor i bakgrunden.
När man hanterar något så stort som ett supermassivt svart hål är gravitationslinsning ganska uttalad. Men galax-till-galaxfilament av mörk materia är mycket mindre tätt än ett svart hål, så deras individuella effekt är minimal. Det astronomerna behövde var de kombinerade data från flera galaxpar för att upptäcka den svaga gravitationslinsen.
Nyckeln till denna studie är Kanada-Frankrike-Hawaii teleskopet. Den genomförde en flerårig himmelundersökning som lade grunden för denna studie. Forskarna kombinerade linsbilder av över 23 000 galaxpar med 4,5 miljarder ljusår bort. Den resulterande sammansatta bilden avslöjade filamentbryggan mellan de två galaxerna.
"Genom att använda den här tekniken kan vi inte bara se att dessa mörka materiella filament i universum finns, vi kan också se i vilken utsträckning dessa filament förbinder galaxer tillsammans." - Seth D. Epps, University of Waterloo
Vi vet fortfarande inte vad mörk materia är, men det faktum att forskare kunde förutsäga dessa filament och sedan faktiskt hitta dem, visar att vi gör framsteg för att förstå det.
Vi har känt till universums storskaliga struktur under en tid och vi vet att mörk materia är en stor del av det. Galaxer tenderar att klustras ihop, under påverkan av mörk materiens gravitationella drag. Att hitta en mörk materiebro mellan galaxer är en spännande upptäckt. Det tar åtminstone lite av mysteriet ur mörk materia.
