Kortlægning af mørkt stof

Omkring femogfirs procent af sagen i universet er i form af mørkt stof, hvis natur forbliver et mysterium. Resten af ​​sagen i universet er af den slags, der findes i atomer. Astronomer, der studerer udviklingen af ​​galakser i universet, finder ud af, at mørkt stof udviser tyngdekraft og, fordi det er så rigeligt, den dominerer dannelsen af ​​store strukturer i universet som klynger af galakser. Mørkt stof er svært at observere direkte, unødvendigt at sige, og det viser intet bevis for at interagere med sig selv eller andet stof end via tyngdekraften, men det kan heldigvis spores ved at modellere følsomme observationer af fordelingerne af galakser på tværs af en skala.

Galakser befinder sig generelt i midten af ​​store klumper af mørkt stof kaldet haloer, fordi de omgiver klyngerne af galakser. Gravitationsobjektivering af fjernere galakser med haloer af mørkt stof giver en særlig unik og kraftfuld sonde for den detaljerede fordeling af mørkt stof. Såkaldt stærk gravitationslinse skaber stærkt forvrænget, forstørrede og lejlighedsvis flere billeder af en enkelt kilde; såkaldt svag linse resulterer i beskedent, men systematisk deformerede former for baggrundsgalakser, der også kan give robuste begrænsninger for fordelingen af ​​mørkt stof i klyngerne.

CfA -astronomerne Annalisa Pillepich og Lars Hernquist og deres kolleger sammenlignede gravitationsforvrængede Hubble -billeder af galaksehoben Abell 2744 og to andre klynger med resultaterne af computersimuleringer af mørke stofhaloer. De fandt, i overensstemmelse med centrale forudsigelser i det konventionelle mørke stofbillede, at de detaljerede galakseunderstrukturer afhænger af fordelingen af ​​det mørke stof halo, og at den samlede masse og lyset sporer hinanden. De fandt også et par uoverensstemmelser:den radiale fordeling af det mørke stof er forskellig fra den, der forudsiges af simuleringerne, og virkningerne af tidevandsstripping og friktion i galakser er mindre end forventet, men de foreslår, at disse problemer kan løses med mere præcise simuleringer. Samlet set, imidlertid, standardmodellen for mørkt stof gør et fremragende og betryggende stykke arbejde med at beskrive galakse -klynger.