En exakt illustration av unga galaxer som är <miljarder ljusår bortKlicka för att förstora / a>
Astronomer har funnit tydliga indikationer på att klumpar av mörk materia är vårdplatserna för nyfödda galaxer ungefär tolv miljarder ljusår bort. Ett enda bo av mörk materia kan vårda flera unga galaxer. Dessa resultat från forskare vid Space Telescope Science Institute, National Astronomical Observatory of Japan och University of Tokyo bekräftar förutsägelser om den för närvarande dominerande kosmologeteorien som kallas den kalla mörka materie-modellen.
Nya studier tyder på att mörk materia väger vanligt ämne med en faktor sju. Även om mörk materia inte kan ses direkt genom ett teleskop, avslöjar det sig för astronomer genom sin starka gravitationskraft på närliggande stjärnor och gas, och till och med galaxer.
Galaxer grupperas ofta ihop och hur de kluster bestäms mestadels av tyngdkraften.
Genom att studera hur galaxer kluster är det möjligt att bestämma hur mörk materia fördelas och hur den påverkar födelsen och tillväxten av galaxer. Tidigare var det extremt svårt att studera kluster av unga galaxer. Unga galaxer verkar svaga på grund av deras stora avstånd, och att hitta tillräckligt av dem för att studera hur de klusterar var en observationsutmaning.
Masami Ouchi från Space Telescope Science Institute och kollegor använde Subaru-teleskopet och dess Suprime-Cam-kamera för att studera en bit av himlen i stjärnbilden Cetus (valen) som kallas Subaru / XMM-Newton Deep Survey Field (SXDS). Denna himmelbit täcker ett område som är fem gånger storleken på fullmånen. Genom att ta djupa och känsliga bilder av fältet i tre färger av synligt ljus kunde SXDS-teamet hitta ungefär sjutton tusen (17 000) unga galaxer på tolv miljarder ljusår bort. Detta antal är tio gånger större än tidigare studier av sådana unga galaxer.
Baserat på dessa data fann teamet att:
1) Det finns många par galaxer med separationer mindre än åtta hundra tusen (800 000) ljusår.
2) Även på stora avstånd är galaxer starkt klusterade.
Båda dessa resultat förväntas om galaxerna ligger inbäddade i klumpar av mörk materia. SXDS-teamet jämförde observationsresultaten i detalj med teoretiska förutsägelser baserade på en Cold Dark Matter-modell av teammedlem Takashi Hamana och fann att den genomsnittliga klumpen av mörka materi bon väger så mycket som sex hundra miljarder (600.000.000.000) Suns, och att en enda klump klump av mörk materia har flera unga galaxer.
Oberoende, Nobunari Kashikawa från National Astronomical Observatory of Japan och kollegor använde också Subaru's Suprime-Cam-kamera för att studera ett himmelområde i stjärnbilden Coma Berenices (Berenice's Hair) som kallas Subaru Deep Field (SDF). Detta fält är bara storleken på en fullmåne men tillgängliga data är dubbelt så känsliga som SXDS-fältdata. SDF-teamet hittade cirka fem tusen (5 000) unga galaxer på ett avstånd av tolv miljarder ljusår och åtta hundra (800) ännu yngre galaxer på ett avstånd av tolv miljarder fem hundra miljoner ljusår. SDF-teamet kunde också dubbelkontrollera de unga galaxernas identitet genom att ta spektraldata om galaxerna med teleskoperna Subaru och Keck. SDF-teamet erhöll oberoende resultaten 1) +2) som beskrivits ovan och drog slutsatsen att vissa enskilda klumpar av mörk materia har flera unga galaxer. I SDF-bilderna är det möjligt att se flera nyfödda galaxer trasslade samman i ett litet område. Genom att jämföra SDF-data i detalj med högprecisionsdatorsimuleringar av tillväxten av klumpar i Cold Dark Matter av teammedlem Masahiro Nagashima från Kyoto University, drar SDF-teamet slutsatsen att tyngre klumpar av mörk materia har mer ljusa galaxer, och att denna preferens producerar korrelationerna som finns i verklig observation.
De två teamen har tillsammans hittat de första konkreta bevisen på att unga galaxer i det tidiga universum ligger inbäddat i klumpar av mörk materia, och att en enda klump av mörk materia sköter flera unga galaxer. Båda lagen utnyttjade Subaru-teleskopets unika förmåga att ta djupkänsliga bilder över ett stort himmelområde.
Originalkälla: NAOJ News Release
