Thiên hà lùn I Zwicky 18. Tín dụng hình ảnh: NASA. Nhấn vào đây để phóng to
Các manh mối được tiết lộ bởi góc nhìn sắc nét gần đây của Kính viễn vọng Không gian Hubble đã cho phép các nhà thiên văn học lập bản đồ vị trí của vật chất tối vô hình, một cách chi tiết chưa từng thấy trong hai cụm thiên hà rất trẻ.
Một nhóm của Viện Khoa học Kính viễn vọng Không gian thuộc Đại học Johns Hopkins báo cáo những phát hiện của nó trong số tháng 12 của Tạp chí Vật lý Thiên văn. (Các quan sát khác, ít chi tiết hơn đã xuất hiện trong số tháng 1 năm 2005 của ấn phẩm đó.)
Myungkook James Jee, đồng tác giả nghiên cứu, cho biết, kết quả của nhóm nghiên cứu cho thấy sự tin tưởng vào các thiên hà mà chúng ta có thể nhìn thấy hình thành tại các khu vực dày đặc nhất của mạng vũ trụ trên mạng về vật chất tối vô hình, giống như bọt biển tập hợp trên đỉnh sóng biển. nhà khoa học thuộc Khoa Vật lý và Thiên văn học Henry A. Rowland thuộc Trường Nghệ thuật và Khoa học Krieger của Johns Hopkins.
Những tiến bộ trong công nghệ máy tính hiện nay cho phép chúng ta mô phỏng toàn bộ vũ trụ và theo dõi sự kết hợp của vật chất thành các ngôi sao, thiên hà, cụm thiên hà và các sợi vật chất cực kỳ dài từ hàng trăm nghìn năm đầu cho đến hiện tại, ông Jee nói. Tuy nhiên, rất khó để xác minh kết quả mô phỏng một cách quan sát, bởi vì vật chất tối không phát ra ánh sáng.
Jee cho biết nhóm nghiên cứu đã đo được thấu kính tinh vi hấp dẫn tinh vi rõ ràng trong hình ảnh Hubble? nghĩa là, những biến dạng nhỏ của các thiên hà có hình dạng do trọng lực từ vật chất tối không nhìn thấy được? để sản xuất bản đồ vật chất tối chi tiết của nó. Họ đã tiến hành quan sát trong hai cụm thiên hà đang hình thành khi vũ trụ còn khoảng một nửa tuổi hiện tại.
Những hình ảnh chúng tôi chụp được cho thấy rõ rằng các thiên hà cụm nằm ở khu vực dày đặc nhất của các nửa vật chất tối, được thể hiện bằng màu tím trong các hình ảnh của chúng tôi, Khăn Jee nói.
Các công việc trụ vững lý thuyết rằng vật chất tối? cấu thành 90% vật chất trong vũ trụ? và vật chất hữu hình nên kết hợp ở cùng một nơi vì trọng lực kéo chúng lại gần nhau, Jee nói. Nồng độ của vật chất tối sẽ thu hút vật chất hữu hình và kết quả là, hỗ trợ trong việc hình thành các ngôi sao phát sáng, các thiên hà và cụm thiên hà.
Vật chất tối thể hiện một trong những vấn đề khó hiểu nhất trong vũ trụ học hiện đại. Vô hình, nhưng chắc chắn có? các nhà khoa học có thể đo lường tác dụng của nó? đặc điểm chính xác của nó vẫn khó nắm bắt. Những nỗ lực trước đây để lập bản đồ vật chất tối một cách chi tiết bằng kính viễn vọng trên mặt đất đã bị vô hiệu hóa do nhiễu loạn trong bầu khí quyển Trái đất, làm mờ các hình ảnh thu được.
Hà Lan Quan sát xuyên qua bầu khí quyển giống như cố gắng nhìn thấy các chi tiết của bức tranh dưới đáy bể bơi đầy sóng, Hà Lan, một trong những đồng tác giả của tờ giấy và là giáo sư vật lý và thiên văn học tại Johns Hopkins.
Nhóm Johns Hopkins-STScI đã có thể vượt qua chướng ngại vật trong khí quyển thông qua việc sử dụng kính viễn vọng Hubble dựa trên không gian. Việc cài đặt Máy ảnh Nâng cao cho Khảo sát trong Hubble ba năm trước là một lợi ích bổ sung, tăng hiệu quả khám phá của HST trước đó lên 10 lần.
Nhóm nghiên cứu tập trung vào hai cụm thiên hà (mỗi cụm chứa hơn 400 thiên hà) trên bầu trời phía nam.
Đồng tác giả Richard White, một nhà thiên văn học STScI, người đứng đầu kho lưu trữ dữ liệu Hubble cho STScI cho biết, những hình ảnh này thực sự chủ yếu nhằm nghiên cứu các thiên hà trong các cụm, chứ không phải là thấu kính của các thiên hà nền. Tuy nhiên, độ sắc nét và độ nhạy của hình ảnh khiến chúng trở nên lý tưởng cho dự án này. Đó là vẻ đẹp thực sự của hình ảnh Hubble: chúng sẽ được sử dụng trong nhiều năm cho các nghiên cứu khoa học mới.
Kết quả của phân tích đội Nhóm là một loạt các hình ảnh mô phỏng trên máy tính chi tiết sống động minh họa vị trí vật chất tối. Theo Jee, những hình ảnh này cung cấp cho các nhà nghiên cứu một cơ hội chưa từng có để suy ra các thuộc tính vật chất tối.
Cấu trúc vón cục của vật chất tối xung quanh các thiên hà cụm phù hợp với niềm tin hiện tại rằng các hạt vật chất tối không bị va chạm, theo Jee Jee. Không giống như các hạt vật chất thông thường, các nhà vật lý tin rằng, chúng không va chạm và phân tán như những quả bóng bi-a mà chỉ đơn giản là xuyên qua nhau.
Các hạt không va chạm vào nhau không bắn phá lẫn nhau, như cách mà hai nguyên tử hydro làm. Nếu các hạt vật chất tối bị va chạm, chúng ta sẽ quan sát thấy sự phân bố vật chất tối mượt mà hơn nhiều, mà không có bất kỳ cấu trúc vón cục quy mô nhỏ nào, Jee Jee nói.
Ford cho biết nghiên cứu này chứng minh rằng ACS có lợi thế đặc biệt cho các nghiên cứu về thấu kính hấp dẫn và theo thời gian, sẽ tăng cường đáng kể sự hiểu biết về sự hình thành và tiến hóa của cấu trúc vũ trụ, cũng như về vật chất tối.
Tôi rất hài lòng rằng bảy năm làm việc chăm chỉ của rất nhiều nhà khoa học và kỹ sư tài năng để tạo ra Máy ảnh nâng cao cho các cuộc khảo sát đang cung cấp cho nhân loại những hình ảnh và sự hiểu biết sâu sắc hơn về nguồn gốc của vũ trụ kỳ diệu của chúng ta, ông Ford, người đang nói điều tra viên chính cho ACS và một nhà lãnh đạo của nhóm khoa học.
Nhóm khoa học và kỹ thuật ACS tập trung tại Đại học Johns Hopkins và Viện Khoa học Kính viễn vọng Không gian trong khuôn viên trường đại học Lẩu Homewood ở Baltimore. Nó cũng bao gồm các nhà khoa học từ các trường đại học lớn khác ở Hoa Kỳ và Châu Âu. ACS được phát triển bởi nhóm theo hợp đồng của NASA NAS5-32865 và nghiên cứu này được NASA hỗ trợ NAG5-7697.
Nguồn gốc: JHU News Release
