Przejdź do treści

Nowa metoda wykrywania ciemnej materii

Abell S1063

Mija kolejny rok, a my nadal nie wiem, czym jest ciemna materia. Dwóch astronomów opracowało jednak w tym roku metodę, która pozwala nam w pewnym sensie zobaczyć jej rozkład w gromadach galaktyk... z pomocą światła gwiazd.

Ciemna materia to dla nauki wciąż zagadka. Jej obecność przewiduje się na gruncie teoretycznym, ale potwierdzają je liczne obserwacje. Szacuje się dziś, że może się ona składać nawet na 85 procent całej materii Wszechświata. Nie absorbuje, ale także nie odbija i nie emituje żadnego światła, przez co niezwykle trudno ją zauważyć. Tak naprawdę - mówiąc wprost - nigdy jeszcze jej bezpośrednio nie zaobserwowano. Istnieją nawet teorie poddające jej istnienie pod wątpliwość.

Okazuje się teraz, że fotografie słabo świecących gwiazd zrobione za pomocą Kosmicznego Teleskopu Hubble'a mogą być wykorzystywane do mapowania rozmieszczenia ciemnej materii w gromadach. Czy ta nowatorska technika pomoże w końcu odkryć naturę ciemnej materii?

Nowa metoda pozwala astronomom wykrywać ciemną materię w gromadach galaktyk przy użyciu tak zwanego światła znajdującego się wewnątrz gromad (ang. intercluster light). Jest to słabe światło gwiazd, które powstaje w wyniku oddziaływań między poszczególnymi galaktykami danej gromady: gdy galaktyki wchodzą w interakcje, niektóre gwiazdy mogą zostać z nich wyrwane, po czym poruszają się one dość swobodnie wewnątrz samej gromady - podlegając jednak przez cały czas jej wszystkim wpływom grawitacyjnym.

Zdaniem autorki badań, Mirei Montes z University of New South Wales, takie samotne, wyrzucone z galaktyk gwiazdy powinny być równomiernie rozłożone w polu ciemnej materii. Innymi słowy, ich rozkład - a zatem rozkład ich obserwowanego na falach widzialnych światła - powinien być mniej więcej taki sam jak rozkład ciemnej materii wewnątrz gromad. Dzięki temu “kształt” ciemnej materii można śledzić i mapować z dość dużą dokładnością.

W innych próbach zmierzających do odtworzenia rozkładu ciemnej materii wykorzystywano między innymi zjawisko soczewkowania grawitacyjnego - technikę, w której obserwuje się zagięcie światła w pobliżu bardzo masywnych obiektów leżących na jego drodze pomiędzy odległym, emitującym go obiektem a ziemskim obserwatorem. Metoda ta wymaga jednak dostępności bardzo precyzyjnej soczewki grawitacyjnej, a także czasochłonnej pracy związanej ze spektroskopią. Nowa metoda wykorzystująca światło pozagalaktycznych gwiazd jest o wiele mniej wymagająca i polega w zasadzie na dostępie do głębokich przeglądów nieba - i ich starannej analizie.

Astronomowie, którzy opracowali tę technikę, wierzą, że będzie to skuteczne narzędzie do mapowania i badania gromad galaktyk - między innymi w poszukiwaniu nieuchwytnej ciemnej materii, ale nie tylko.

 

Czytaj więcej:

 

Źródło: University of New South Wales/Astronomy.com

Na zdjęciu: Gromada galaktyk Abell S1063. Nowa technika wykorzystuje takie obserwacje z użyciem Teleskopu Hubble’a do badania rozkładu i właściwości ciemnej materii we Wszechświecie. Źródło: NASA, ESA, Jennifer Lotz (STScI)