Teleskop Hubble'a znalazł najmniejsze skupiska ciemnej materii. Wykorzystał niezwykłą właściwość grawitacji

Bartłomiej Pawlak
Zdjęcia wykonane przez Kosmicznyczny Teleskop Hubble'a dostarczyły dowodów na istnienie niewielkich skupisk ciemnej materii. Właśnie znaleziono najmniejsze takie grupki w historii obserwacji. Naukowcy podejrzewali ich istnienie od dawna, ale jak dotąd nie mogli tego potwierdzić. W wykonaniu badań pomogły bardzo odległe kwazary i soczewkowanie grawitacyjne.

Ciemna materia to hipotetyczna materia nie emitująca ani nie odbijająca promieniowania elektromagnetycznego (m.in. rentgenowskiego, światła widzianego czy fal radiowych). Z tego powodu jest ona dla nas niewidzialna, a jej bezpośrednie wykrycie niemożliwe.

Naukowcy jednak już od kilku dekad są niemal pewni jej istnienia. Wskazuje na to rozkład masy we Wszechświecie. Materii widzialnej jest zbyt mało, aby tworzyć galaktyki i łączyć je w grupy - są one znacznie bardziej masywne, niż wynikałoby to z bezpośrednich obserwacji wykrywalnego promieniowania. Uważa się, że ciała galaktyk są "osadzone" w galaktycznym halo ciemnej materii, czyli olbrzymim obszarze (rozciągającym się daleko poza widzialny dysk galaktyki), który może zawierać wielkie skupiska ciemnej materii. Z wyliczeń wynika, że odpowiada ona łącznie za aż 27 proc. bilansu masy-energii Wszechświata.

>>> Oto pierwsze zdjęcie czarnej dziury w historii. Może zweryfikować teorię względności:

Znaleziono najmniejsze skupisko ciemnej materii

O ile naukowcy znaleźli bardzo liczne argumenty potwierdzające istnienie hipotetycznej ciemnej materii w dużych skupiskach, np. w galaktykach, o tyle nie znaleziono zespołów takiej materii w znacznie mniejszej skali. 

Do tej pory badacze przypuszczali jedynie, że ciemna materia może występować w bardzie niewielkich skupiskach, a najpopularniejszą teorią było istnienie tzw. "zimnej ciemnej materii". Zdaniem badaczy to materia, w której cząstki poruszają się zdecydowanie wolnej (dlatego jest nazywana zimną) i tworzyć może zarówno ogromnej zespoły, tysiące razy bardziej masywne od Drogi Mlecznej, jak i niewielkie grupki o masie samolotu pasażerskiego - tłumaczy na swojej stronie NASA.

Dotychczas istnienie tak małych skupisk zimnej ciemnej materii było jedynie jedną z hipotez. Jak informuje amerykańska agencja kosmiczna, teraz uczeni z pomocą Kosmicznego Teleskopu Hubble'a wykryli najmniejszy znany dotąd zbiór ciemnej materii.

Ciemna materia w małych skalach jest jeszcze zimniejsza niż myśleliśmy. Astronomowie przeprowadzali wcześniej inne badania nad teorią ciemnej materii, ale nasze dostarcza najsilniejszych jak dotąd dowodów na obecność niewielkich skupisk zimnej ciemnej materii. Łącząc najnowsze prognozy teoretyczne, narzędzia statystyczne i nowe obserwacje Hubble'a, mamy teraz znacznie silniejsze argumenty [potwierdzające istnienie małych skupisk ciemnej materii], niż było to wcześniej możliwe

- tłumaczy główna autorka badania, Anna Nierenberg z Jet Propulsion Laboratory w Kalifornii cytowana przez NASA.

Wykrycie małych skupisk ciemnej materii nie było łatwe

Wykrywanie ciemnej materii jest niestety bardzo trudne. O ile w przypadku bardzo masywnych struktur badacze mogą obserwować wpływ grawitacyjny tej niewidocznej masy galaktyk lub ich grup na struktury, które obserwujemy, o tyle nie jest to możliwe w przypadku małych skupisk.

Naukowcy skorzystali jednak ze zjawiska soczewkowania grawitacyjnego. To zakrzywienie promieni świetlnych w polu grawitacyjnym masywnego ciała, który wypacza obraz znajdujący się za danym ciałem (przykład można zobaczyć tutaj). Naukowcy wiedzą zatem, że coś masywnego znajduje się przed zniekształconym obiektem, który obserwują.

Sześć obrazów zniekształconego kwazaraSześć obrazów zniekształconego kwazara fot. NASA, ESA, A. Nierenberg (JPL) and T. Treu (UCLA)

Tym razem badacze skierowali lustro Kosmicznego Teleskopu Hubble'a na łącznie osiem kwazarów (to, czym są kwazary i blazary tłumaczyłem w TYM tekście), które są bardzo aktywnym źródłem promieniowania elektromagnetycznego o ogromnej mocy. Wszystkie znajdują się ok. 10 mld lat świetlnych od nas.

Z perspektywy Teleskopu Hubble'a każdy z kwazarów znajdował się za masywną galaktyką znajdującą się ok. 2 mld lat świetlnych od Słońca, a wzdłuż linii widzenia znajdowały się dodatkowo grudki ciemnej materii. Obraz drugoplanowego kwazara jest na zdjęciach zniekształcony i jest widoczny w czterech różnych miejscach wokół galaktyki pierwszego planu.

Naukowcy rozdzielili kolory składowe światła bliskiego podczerwieni, które wyłapał Teleskop Hubble'a i wykonali odpowiednie pomiary. Następnie porównali zniekształcone obrazy kwazara z takimi, które wykonane byłyby, gdyby ciemnej materii nie było. 

W ten sposób udało im się zmierzyć masę grudek ciemnej materii. Jak się okazało są one najmniejsze w historii badań - mają masę od 1/10 000 do 1/100 000 masy halo ciemnej materii Drogi Mlecznej. Naukowcy podejrzewają, że wiele spośród tak małych skupisk ciemnej materii nie jest w stanie utrzymać grawitacyjnie nawet małych galaktyk karłowatych.

Badanie jest pierwszym dowodem na istnienie tak małych struktur ciemnej materii i w przyszłości może przyczynić się do udoskonalenia teorii na temat powstania i budowy Wszechświata. 

Więcej o:
Komentarze (29)
Teleskop Hubble'a znalazł najmniejsze skupiska ciemnej materii. Wykorzystał niezwykłą "moc" grawitacji
Zaloguj się
  • pan_mamon

    Oceniono 23 razy 13

    Ciemnej materii i energii nie trzeba daleko szukać. Materia zbiera się przy odbiornikach fal elektromagnetycznych. Energia oddziałuje na tę ciemną masę z Torunia.

  • justas32

    Oceniono 11 razy 7

    Skupiska ciemnej masy można znaleźć w niedzielę w wielu budynkach na terenie Polski ...

  • C ZA

    Oceniono 11 razy 5

    Wszystko lewackie brednie. W Księdze Rodzaju nie ma nawet najmniejszej wzmianki o jakiejś czarnej materii.

  • bmarten

    Oceniono 13 razy 5

    Cóż to za zabobony? Przecież tzw. pismo święte nie przewiduje takich zjawisk i rzeczy! Trzeba to skonsultować z proboszczem.

  • sabaton128

    0

    I gdzie ta niezwykła właściwość grawitacji? Bo przeczytałem i dalej nie wiem.
    Chyba nie chodzi o to, że przyciąga i zakrzywia światło?

  • jezierskiadam

    Oceniono 9 razy -1

    OTW jest teorią grawitacji, która nigdy nie zostanie „obalona”. OTW nie obaliła Mechaniki Klasycznej Newtona i następna teoria grawitacji nie obali OTW. Zarówno OTW jak i Mechanika Newtona są potwierdzone doświadczalnie. Każda w swoim zakresie stosowalności.
    Jednak
    Ani jedna ani druga teoria nie wyjaśnia wszystkich zjawisk związanych z grawitacją. Dlatego kolejna teoria (nowy, następny model grawitacji) jest potrzebna.

    Albert Einstein dobrze zdawał sobie z tego sprawę. Poszukiwał tego nowego modelu, który nazywał „kwantową teorią grawitacji”. Nie udało się Einsteinowi. Do dziś nikt nie opublikował teorii poszerzającej możliwości opisu grawitacji i unifikującej opis grawitacji z opisami oddziaływań elektrycznych, magnetycznych i innych.

Aby ocenić zaloguj się lub zarejestrujX