Astronomer har upptäckt att det är något som saknas i teorin
om hur mörk materia beter sig.
De har upptäckt en diskrepans mellan de teoretiska
modellerna av hur mörk materia ska fördelas i galaxkluster och observationer av
mörk materias grepp om dessa kluster.
Galaxhopar är
de mest massiva strukturerna i universum och består av enskilda galaxer som är
samlade i klusterhopar. Här ska enligt teorin de största mängderna av mörk
materia finnas. Galaxhoparna och galaxerna bör teoretiskt hållas samman av den
mörka materias gravitation. Mörk materia i kluster fördelas därför på både
stora och små skalor.
"Galaxkluster är idealiska laboratorier för att
förstå om datorsimuleringar av universum är tillförlitliga och reproducerar det
vi kan dra slutsatser om då det gäller mörk materia och dess samspel
med materia," säger Massimo Meneghetti av INAF (National Institute for Astrophysics)-Observatory
of Astrophysics and Space Science of Bologna i Italien, studiens
huvudförfattare.
Fördelningen av mörk materia i kluster samlas via
böjning av ljus vilket är snabbare än ljushastigheten eller den gravitationella
linseffekt detta ger upphov till. Den mörka materians gravitation bör enligt
teorin förstora och ljuset från avlägsna bakgrundsobjekt ungefär som en spegel gör
i spegelhus på tivoli som producerar förvrängningar och ibland flera bilder av
samma avlägsna galax. Ju högre koncentration av mörk materia i ett kluster
desto mer dramatisk blir dess ljus böjning.
Hubbles skarpa bilder bildar tillsammans med spektra
från VLT hjälp till forskarteamet att producera en exakt hifi mörk materia
karta. De identifierade dussintals multiplicerat avbildade (linssynliga)
bakgrundsgalaxer. Genom att mäta linsförvrängningarna kunde astronomer spåra
mängden och fördelningen av mörk materia. OBS (min anm.) enligt mörk materia
teorin.
De tre viktiga galaxkluster som undersöktes i
analysen var MACS J1206.2-0847, MACS J0416.1-2403, och Abell S1063 och ingick i
de två Hubble-undersökningar som det handlar om: The Frontier Fields och
Cluster Lensing And Supernova-undersökningen med Hubble (CLASH)-programmet.
Till teamets förvåning visade Hubble-bilderna också
mindre bågar och förvrängda bilder som var kapslade i de storskaliga
linsdistorsionerna i varje klusters kärna, där de mest massiva galaxerna fanns.
Forskarna tror att de inbäddade linsspegelbilderna produceras
av gravitationen av täta koncentrationer av mörk materia i samband med de enskilda
klustergalaxerna. Mörk materias fördelning i de inre regionerna av enskilda
galaxer är känd för att förbättra klustrets totala linseffekt.
Uppföljda spektroskopiska observationer bidrog till
studien genom att mäta hastigheten hos de stjärnor som kretsar kring flera av
klustergalaxerna. "Baserat på vår spektroskopiska studie kunde vi
associera galaxerna med varje kluster och uppskatta deras avstånd", säger
gruppmedlemmen Piero Rosati vid universitetet i Ferrara i Italien.
"Stjärnornas hastighet gav oss en uppskattning
av varje enskild galax massa, inklusive mängden mörk materia," tillade
teammedlem Pietro Bergamini vid INAF-observatoriet för astrofysik och
rymdvetenskap i Bologna, Italien.
Teamet jämförde mörk materia-kartor med animeringar
av simulerade galaxhopar med liknande massor som ligger på ungefär samma
avstånd som de observerade klustren. Klustren i datorsimuleringarna visade inte
samma nivå av mörk-materia-koncentration på de minsta skalorna – de skalor som
är förknippade med enskilda klustergalaxer som man ser i universum.
Teamet ser fram emot att fortsätta sin testning av
mörk materia modeller för att sätta fingret på dess spännande natur.
Men
som nämndes ovan något saknas för att modellen ska bekräftas helt. För min del
(min anm.) anser jag att mörk materia inte existerar utan är effekter från
vanlig materia vi ännu inte förstår händelser i. Sammanhållningen av galaxer är
enligt mig en form av svag gravitation som vi ännu inte förstår eller har
upptäckt hur vi ska mäta. Mest troligt är mörk energi och gravitation är samma
sak. Mest troligt är mörk materia även den gravitation där vanlig materia
berörs på vis vi ännu inte förstår.
Bild från www.pikist.com
