Một minh họa chính xác về các thiên hà trẻ cách chúng ta <lve tỷ năm ánh sáng Bấm để phóng to / a>
Các nhà thiên văn học đã tìm thấy những dấu hiệu rõ ràng rằng các khối vật chất tối là nơi điều dưỡng cho các thiên hà mới được sinh ra cách đó khoảng mười hai tỷ năm ánh sáng. Một tổ duy nhất của vật chất tối có thể nuôi dưỡng một số thiên hà trẻ. Những kết quả này từ các nhà nghiên cứu tại Viện Khoa học Kính viễn vọng Không gian, Đài quan sát Thiên văn Quốc gia Nhật Bản và Đại học Tokyo xác nhận dự đoán về lý thuyết vũ trụ thống trị hiện nay được gọi là mô hình Vật chất tối lạnh.
Các nghiên cứu gần đây cho thấy vật chất tối cân nặng vật chất thông thường theo hệ số bảy. Mặc dù vật chất tối không thể nhìn thấy trực tiếp qua kính viễn vọng, nhưng nó tiết lộ cho các nhà thiên văn học bởi lực hấp dẫn mạnh mẽ của nó đối với các ngôi sao và khí gần đó, và thậm chí cả các thiên hà.
Các thiên hà thường được nhóm lại với nhau và cách chúng được xác định chủ yếu bằng trọng lực.
Bằng cách nghiên cứu cách các cụm thiên hà, có thể xác định được vật chất tối được phân phối như thế nào và nó ảnh hưởng đến sự ra đời và phát triển của các thiên hà. Trước đây, việc nghiên cứu sự phân cụm các thiên hà trẻ là vô cùng khó khăn. Các thiên hà trẻ xuất hiện mờ nhạt do khoảng cách lớn của chúng và việc tìm đủ chúng để nghiên cứu cách chúng co cụm là một thách thức quan sát.
Masami Ouchi từ Viện Khoa học Kính viễn vọng Không gian và các đồng nghiệp đã sử dụng kính viễn vọng Subaru và máy ảnh Suprime-Cam của nó để nghiên cứu một phần bầu trời trong chòm sao Cetus (Cá voi) được gọi là Trường Khảo sát Sâu Subaru / XMM-Newton (SXDS). Mảnh trời này có diện tích gấp năm lần trăng tròn. Bằng cách chụp những hình ảnh sâu và nhạy cảm của trường với ba màu ánh sáng khả kiến, nhóm SXDS đã có thể tìm thấy khoảng mười bảy nghìn (17.000) thiên hà trẻ cách xa mười hai tỷ năm ánh sáng. Con số này lớn gấp mười lần so với các nghiên cứu trước đây về các thiên hà trẻ như vậy.
Dựa trên những dữ liệu này, nhóm nghiên cứu thấy rằng:
1) Có nhiều cặp thiên hà có khoảng cách dưới tám trăm nghìn (800.000) năm ánh sáng.
2) Ngay cả ở khoảng cách lớn, các thiên hà vẫn co cụm mạnh mẽ.
Cả hai kết quả này đều được mong đợi nếu các thiên hà nằm trong khối vật chất tối. Nhóm SXDS đã so sánh các kết quả quan sát chi tiết với các dự đoán lý thuyết dựa trên mô hình Cold Dark Matter của thành viên nhóm Takashi Hamana và nhận thấy rằng một khối vật chất tối trung bình nặng tới sáu trăm tỷ (600.000.000.000) Mặt trời, và đó là một khối vật chất tối chứa chấp nhiều thiên hà trẻ.
Một cách độc lập, Nobunari Kashikawa từ Đài quan sát thiên văn quốc gia Nhật Bản và các đồng nghiệp cũng sử dụng máy ảnh Subaru đoạn Suprime-Cam để nghiên cứu một khu vực bầu trời trong chòm sao Coma Berenices (Berenice Nott Hair) được gọi là Subaru Deep Field (SDF). Trường này chỉ có kích thước của một lần trăng tròn nhưng dữ liệu có sẵn có độ nhạy gấp đôi so với dữ liệu trường SXDS. Nhóm SDF đã tìm thấy khoảng năm nghìn (5.000) thiên hà trẻ ở khoảng cách mười hai tỷ năm ánh sáng và tám trăm (800) thiên hà thậm chí còn trẻ hơn ở khoảng cách mười hai tỷ năm trăm triệu năm ánh sáng. Nhóm SDF cũng có thể kiểm tra lại danh tính của các thiên hà trẻ bằng cách lấy dữ liệu quang phổ của các thiên hà bằng kính viễn vọng Subaru và Keck. Nhóm SDF đã thu được một cách độc lập các kết quả 1) +2) được mô tả ở trên và kết luận rằng một số khối vật chất tối duy nhất chứa nhiều thiên hà trẻ. Trong các hình ảnh SDF, có thể thấy một số thiên hà mới được sinh ra rúc vào nhau trong một khu vực nhỏ. Bằng cách so sánh chi tiết dữ liệu SDF với các mô phỏng máy tính có độ chính xác cao về sự tăng trưởng của các khối trong Cold Dark Matter của thành viên nhóm Masahiro Nagashima của Đại học Kyoto, nhóm SDF kết luận rằng các khối vật chất tối nặng hơn có nhiều thiên hà sáng hơn và ưu tiên này tạo ra các mối tương quan tìm thấy trong quan sát thực tế.
Hai đội đã cùng nhau tìm ra bằng chứng cụ thể đầu tiên rằng các thiên hà trẻ trong vũ trụ sơ khai nằm giữa các khối vật chất tối và một cụm vật chất tối điều dưỡng một số thiên hà trẻ. Cả hai đội đã tận dụng khả năng độc đáo của kính viễn vọng Subaru để chụp những bức ảnh nhạy cảm sâu trên một khu vực rộng lớn trên bầu trời.
Nguồn gốc: NAOJ News Release
