Odwzorowywanie ciemnej materii w odległej gromadzie galaktyk
Dwa zespoły astrofizyków z Danii, Francji, Izraela i USA wykorzystały dane z kilku wiodących teleskopów do odwzorowania rozmieszczenia ciemnej materii w gromadzie galaktyk o nazwie Abell 383, która znajduje się w odległości około 2,3 mld lat świetlnych od Ziemi. Obok ustalenia, gdzie znajduje się ciemna materia w dwóch wymiarach na niebie, zespołom udało się również określić rozmieszczenie ciemnej materii wzdłuż linii widzenia. Astrofizycy od dawna starają się poznać istotę ciemnej materii. Chociaż można ją wykryć na podstawie wywoływanych skutków grawitacyjnych, ciemna materia jest niewidzialnym materiałem, który ani nie emituje, ani nie pochłania żadnego rodzaju światła. We wszechświecie znajduje się mniej więcej sześć razy więcej ciemnej niż "normalnej" materii. Gromady galaktyk to największe, powiązane grawitacyjnie struktury we wszechświecie, które odgrywają istotną rolę w badaniach nad ciemną materią. Niemniej, aby móc analizować gromady galaktyk, astrofizycy muszą być w stanie dokładnie określić ich trójwymiarowe (3D) struktury i masy skupisk. To w środku gromad galaktyk ciemna materia występuje w swoim najwyższym stężeniu. W ramach dwóch badań, których wyniki zostały opublikowane w czasopismach Astrophysical Journal i Monthly Notices of the Royal Astronomical Society, zespoły przedstawiają najprecyzyjniejsze zdjęcia 3D ciemnej materii w gromadzie galaktyk, jakie do tej pory wykonano. Dokonane przez nich odkrycia wskazują, że ciemna materia wygląda raczej jak gigantyczna piłka do rugby niż sferyczna piłka koszykowa, a czubek tej piłki jest wyosiowany z linią widzenia. Naukowcy zauważyli również, że w gromadzie zdecydowanie dominującym typem normalnej materii jest gorący gaz. Technika badawcza zespołów objęła połączenie obserwacji rentgenowskich "normalnej materii" w gromadzie z informacjami o soczewkowaniu grawitacyjnym, ustalonymi na podstawie danych optycznych. Soczewkowanie grawitacyjne powoduje, że materia w gromadzie galaktyk, zarówno normalna, jak i ciemna, zagina i zniekształca światło optyczne z galaktyk tła. Zniekształcenie jest spore w niektórych częściach zdjęcia, powodując łukowaty wygląd niektórych galaktyk. W innych częściach zdjęcia zniekształcenie jest nieznaczne. Do badania zniekształceń i sondowania ciemnej materii wykorzystuje się analizę statystyczną. Europejski zespół stwierdził, że większe stężenie ciemnej materii w okolicach środka gromady jest zgodne z większością symulacji teoretycznych. Aczkolwiek zespół amerykański znalazł dowód na to, że ilość ciemnej materii nie wzrasta radykalnie w okolicach środka, jak przewiduje standardowy model zimnej, ciemnej materii. W artykule opisano to jako "najtwardsze jak do tej pory dowody" na rozbieżność z teorią. Przeciwne wnioski, do jakich doszły dwa zespoły, wynikają najprawdopodobniej z różnic w wykorzystanych zbiorach danych i szczegółowym modelowaniu matematycznym. Jedną z istotnych rozbieżności jest fakt, że dzięki wykorzystaniu przez zespół europejski informacji o prędkości w galaktyce środkowej, naukowcy byli w stanie oszacować gęstość ciemnej materii w odległościach zbliżających się do zaledwie 6.500 lat świetlnych od środka gromady. Zespół amerykański nie wykorzystał danych o prędkości i jego szacunki nie mogły zbliżyć się tak bardzo do środka gromady, mieszcząc się w obrębie 80.000 lat świetlnych. Dane wykorzystane w obydwu badaniach zostały zgromadzone przez obserwatorium rentgenowskie Chandra NASA, kosmiczny teleskop Hubble'a (HST), Bardzo Duży Teleskop, przegląd SDSS (Sloan Digital Sky Survey) i japoński teleskop Subaru.Więcej informacji: Uniwersytet w Tel Awiwie: http://www.tau.ac.il/index-eng.html(odnośnik otworzy się w nowym oknie)
Kraje
Dania, Francja, Izrael