En 3-D visualisering af rekonstruerede klumpfordelinger af mørkt stof i en fjern galaksehob, hentet fra Hubble Space Telescope Frontier Fields data. Det usete stof på dette kort består af en glat bunke mørkt stof, hvorpå der dannes klumper. Kredit:Yale University
Et Yale-ledet team har produceret et af de højeste opløsningskort over mørkt stof, der nogensinde er skabt, tilbyder en detaljeret sag om eksistensen af koldt mørkt stof - trægte partikler, der udgør størstedelen af stof i universet.
Kortet med mørkt stof er afledt af Hubble Space Telescope Frontier Fields data fra en trio af galaksehobe, der fungerer som kosmiske forstørrelsesglas til at kigge ind i ældre, fjernere dele af universet, et fænomen kendt som gravitationslinser.
Yale-astrofysiker Priyamvada Natarajan ledede et internationalt team af forskere, der analyserede Hubble-billederne. "Med data fra disse tre linse-klynger har vi med succes kortlagt granulariteten af mørkt stof i klyngerne i udsøgte detaljer, " sagde Natarajan. "Vi har kortlagt alle de klumper af mørkt stof, som dataene tillader os at opdage, og har produceret det mest detaljerede topologiske kort over det mørke stof landskab til dato."
Forskere tror på mørkt stof - teoretiseret, usynlige partikler, der hverken reflekterer eller absorberer lys, men er i stand til at udøve tyngdekraften - kan udgøre 80% af sagen i universet. Mørkt stof kan forklare selve naturen af, hvordan galakser dannes, og hvordan universet er opbygget. Eksperimenter på Yale og andre steder forsøger at identificere den mørke stof partikel; de ledende kandidater omfatter aksioner og neutralinos.
"Selvom vi nu har en præcis kosmisk opgørelse over mængden af mørkt stof og hvordan det fordeles i universet, selve partiklen forbliver undvigende, " sagde Natarajan.
Partikler af mørkt stof menes at give den usete masse, der er ansvarlig for gravitationslinser, ved at bøje lys fra fjerne galakser. Denne lysbøjning producerer systematiske forvrængninger i galaksernes former set gennem linsen. Natarajans gruppe afkodede forvrængningerne for at skabe det nye kort over mørkt stof.
Væsentligt, kortet matcher tæt computersimuleringer af mørkt stof, teoretisk forudsagt af modellen med koldt mørkt stof; koldt mørkt stof bevæger sig langsomt sammenlignet med lysets hastighed, mens varmt mørkt stof bevæger sig hurtigere. Denne overensstemmelse med standardmodellen er bemærkelsesværdig i betragtning af, at alle beviser for mørkt stof indtil videre er indirekte, sagde forskerne.
De højopløselige simuleringer brugt i undersøgelsen, kendt som Illustris suite, efterligne strukturdannelse i universet i sammenhæng med den nuværende accepterede teori. En undersøgelse, der detaljerede resultaterne, dukkede op 28. februar i tidsskriftet Månedlige meddelelser fra Royal Astronomical Society .