Fler nyheter om mörk materia den här veckan: Genom att analysera ljus från dvärggalaxier som går runt Vintergatan, tror forskarna att de har upptäckt den minsta massan för galaxer i universum - 10 miljoner gånger solens massa. Denna massa kan vara den minsta kända byggnadsblocket av det mystiska, osynliga ämnet som kallas mörk materia. Stjärnor som bildas i dessa byggstenar klumpar sig samman och förvandlas till galaxer. Forskare vet väldigt lite om de mikroskopiska egenskaperna hos mörk materia, även om det står för cirka fem-sjättar av all materia i universum. "Genom att känna till denna minsta galaxmassa kan vi bättre förstå hur mörk materia beter sig, vilket är avgörande för att en dag ska lära oss hur vårt universum och vårt liv som vi vet att det blev", sa Louis Strigari, huvudförfattare till denna studie från University of California, Irvine.
Mörk materia styr tillväxten av struktur i universum. Utan den skulle galaxer som vårt eget Vintergata inte existera. Forskare vet hur mörk materiens tyngdkraft lockar normal materia och får galaxer att bildas. De misstänker också att små galaxer smälter över tiden för att skapa större galaxer som vår Vintergatan.
De minsta kända galaxerna, kallade dvärg galaxer, varierar kraftigt i ljusstyrka, från 1 000 gånger solens ljusstyrka till 10 miljoner gånger solens ljusstyrka. Minst 22 av dessa dvärggalaxier är kända för att kretsa om Vintergatan. UCI-forskare studerade 18 av dem med hjälp av data som erhölls med Keck-teleskopet på Hawaii och Magellan-teleskopet i Chile, med målet att beräkna deras massor. Genom att analysera stjärnornas ljus i varje galax bestämde de hur snabbt stjärnorna rör sig. Med hjälp av dessa hastigheter beräknade de massan för varje galax.
Forskarna förväntade sig att massorna skulle variera, med den ljusaste galaxen som väger mest och den svagaste galaxen som väger minst. Men överraskande hade alla dvärggalaxier samma massa - 10 miljoner gånger solens massa.
Manoj Kaplinghat, en studieförfattare och assistentprofessor vid fysik och astronomi vid UCI, förklarar detta konstaterande med hjälp av en analogi där människor spelar rollen som mörk materia.
â € upp Antag att du är en främmande som flyger över jorden och identifierar urbana områden från ljuskoncentrationen på natten. Från ljusets ljusstyrka kan du till exempel anta att fler människor bor i Los Angeles än i Mumbai, men detta är inte fallet, sade Kaplinghat. â € hatDet vi har upptäckt är mer extremt och liknar det att säga att alla tunnelbana områden, även de som nästan är synliga på natten för utlänningarna, har en befolkning på cirka 10 miljoner.â €
Eftersom dvärggalaxier mestadels är mörk materia - förhållandet mellan mörk materia och normal materia är så stort som 10 000 till en - avslöjar minimimassupptäckten en grundläggande egenskap hos mörk materia.
â € œVi är glada för att dessa galaxer är praktiskt taget osynliga, men ändå innehåller en enorm mängd mörk materia, sade James Bullock, en studieförfattare och chef för UCI: s Center for Cosmology. â € œDetta hjälper oss att bättre förstå den partikel som utgör mörk materia, och det lär oss något om hur galaxer bildas i universum.â €
Forskarna säger att det finns klumpar av mörk materia som inte innehåller några stjärnor. De enda klumpar av mörk materia som de kan upptäcka just nu är de som är upplysta av stjärnor.
Forskare hoppas kunna lära sig om mörk materiens mikroskopiska egenskaper när Large Hadron Collider i Schweiz blir i drift senare i år. Enheten påskyndar två kärnstrålar i en ring i motsatta riktningar och sedan smälter dem ihop för att återskapa förhållanden strax efter Big Bang. Genom att göra detta hoppas forskare att skapa den mörka materiapartikeln i labbet för första gången.
Källa: University of California, Irvine
