Mørk energiundersøgelse giver et nyt syn på glorie i mørkt stof, rapporterer fysikere

Mørkt stof, en mystisk form for stof, der udgør omkring 80 procent af universets masse, har unddraget sig opdagelse i årtier. Selvom det ikke interagerer med lys, forskere mener, at det er der på grund af dets indflydelse på galakser og galaksehobe.

Det strækker sig langt uden for rækkevidden af ​​de fjerneste stjerner i galakser, danner det, forskere kalder en mørk stofhalo. Mens stjerner i galaksen roterer i en pæn, organiseret disk, disse partikler af mørkt stof er som en sværm af bier, bevæger sig kaotisk i tilfældige retninger, som holder dem oppustede for at afbalancere tyngdekraftens indadgående træk.

Tidligere forskning ledet af postdoktor Eric Baxter; Bhuvnesh Jain, Walter H. og Leonore C. Annenberg Professor i naturvidenskab ved Institut for Fysik og Astronomi i Penn's School of Arts and Sciences; og Chihway Chang fra University of Chicago fremlagde bevis for, at glorier i mørkt stof omkring galaksehobe har en kant på grund af "splashback -effekten".

"Du har denne store glorie i mørkt stof, der omgiver hver galaksehob, "Sagde Baxter, "og det har tiltrukket stof gravitationsmæssigt gennem hele sin historie. Efterhånden som sagen bliver trukket ind, det går hurtigere og hurtigere. Når det endelig falder i glorie, den vender sig om og begynder at gå i kredsløb. Den vending er, hvad folk er begyndt at kalde splashback, fordi tingene sprøjter tilbage på en eller anden måde. "

Da sagen "sprøjter tilbage, "det bremser. Fordi denne effekt sker i mange forskellige retninger, det fører til en opbygning af stof lige ved kanten af ​​glorie og et stejlt fald i mængden af ​​stof lige uden for den position.

I deres indledende undersøgelse, forskerne brugte data fra Sloan Digital Sky Survey til at undersøge fordelingen af ​​galakser omkring klynger. I en opfølgende undersøgelse med data fra det første år af Dark Energy Survey, forskerne brugte en anden metode kaldet gravitationslinse, som udnytter et fænomen, hvor lys, der kommer mod en observatør, bøjer, når materie udøver tyngdekraft på det. Ved at se på den lette strækning af objekter bag galakser, forskerne kan direkte måle masseprofilen, hvordan masse fordeles inden for galaksen.

"Der er mange forskellige anvendelser af linse, "Sagde Jain, "men dette er en, hvor noget gik fra at være uopdageligt til detekterbart, så det er særligt spændende. "

I et papir, der skal offentliggøres i Astrofysisk Journal , forskerne viste, at denne metode frembragte en forståelse af de mørke stof -glorier, der stort set er i overensstemmelse med, hvad de så ved hjælp af lyset fra klyngegalakser i deres første undersøgelse.

"Vi forfulgte dette spørgsmål om, hvorvidt glorie i mørkt stof har en skarp grænse, "Jain sagde." Guldstandarden for at fastslå dette er at se direkte på massen gennem gravitationslinser, hvilket ikke er gjort før nu. Med den seneste samling af DES -data ser vi et billede, der meget ligner det, vi så i fordelingen af ​​galakser. "

Måling af gravitationslinser er meget sværere end blot at måle fordelingen af ​​galakser, Sagde Jain.

"Vi kan let se galakser, vi tager bare et billede af dem, " han sagde, "men med gravitationslinser skal vi tage billeder af mange flere svage, baggrundsgalakser og måle, hvordan de forvrænges på bittesmå måder. Det er en udfordrende måling. "

Dette giver mere plads til fejl i målingerne, får dem til at være mindre præcise. Imidlertid, resultaterne var kun baseret på det første år med observationer af Dark Energy Survey. Ved afslutningen af ​​undersøgelsen, der vil være yderligere fire års data, som forskerne kan analysere. Dette vil give dem mulighed for at foretage mere præcise målinger, direkte sondering af sagen i galakser og galaksehobe ved hjælp af gravitationslinser. Test af mørkt stof vil derefter være muligt, da enhver ny fysisk interaktion mellem mørke stofpartikler kan ændre placeringen af ​​splashback.

"Vi kan se frem til et klarere billede af mystiske glorie i mørkt stof, "Sagde Jain.