Đó là một phép đo khó khăn, nhưng các nhà thiên văn học ở Stockholm nói rằng họ đã chứng minh vật chất tối tồn tại trong một phần của thiên hà.
Một mô phỏng vật chất tối trong cấu trúc quy mô lớn của vũ trụ. Hình ảnh có diện tích 20 megapixel, khoảng 65 triệu năm ánh sáng. Ngược lại, dải ngân hà của chúng ta rộng khoảng 100.000 năm ánh sáng. Hình ảnh qua CfA.
Chúng tôi biết có vật chất tối ở phần ngoài của Dải Ngân hà. Trên thực tế, vật chất tối xung quanh thiên hà của chúng ta và các thiên hà xoắn ốc khác là điều đầu tiên các nhà thiên văn học quan tâm đến sự tồn tại của chất bí ẩn này - hiện được biết là tạo ra 26% toàn bộ vũ trụ - vào năm 1978. Bây giờ, một nghiên cứu mới đang cung cấp bằng chứng cho sự hiện diện của vật chất tối trong phần trong cùng của Dải Ngân hà. Thậm chí có thể có vật chất tối ẩn nấp trong hệ mặt trời của chúng ta, và, nếu vậy, có thể hôm nay các máy dò vật chất tối sẽ tìm thấy nó. Nghiên cứu - được công bố vào ngày 9 tháng 2 năm 2015 bởi Đại học Stockholm - tuyên bố đã chứng minh rằng một lượng lớn vật chất tối tồn tại xung quanh chúng ta, và giữa chúng ta và trung tâm của dải ngân hà của chúng ta. Các nhà thiên văn học Stockholm cho biết trong một tuyên bố:
Kết quả tạo thành một bước tiến cơ bản trong cuộc tìm kiếm bản chất của vật chất tối.
Vào những năm 1970, các nhà thiên văn học Vera Rubin và Kent Ford đã vô tình phát hiện ra vật chất tối. Họ đang nhìn vào các thiên hà xoắn ốc và nhận thấy rằng các ngôi sao ở xa trung tâm thiên hà, ở các khu vực bên ngoài dân cư thưa thớt, đang di chuyển nhanh như những người ở gần hơn. Điều này thật bất ngờ. Tuy nhiên, khối lượng có thể nhìn thấy của các thiên hà này không có lực hấp dẫn đủ để giữ các ngôi sao bên ngoài trong quỹ đạo chuyển động nhanh như vậy. Do đó, các nhà thiên văn học đã phải đối mặt với một kết luận đáng kinh ngạc. Có nhiều thiên hà hơn mắt, một lượng cực lớn vật chất không nhìn thấy được ở các khu vực bên ngoài của các thiên hà nơi các ngôi sao nhìn thấy được tương đối ít. Do đó, khái niệm vật chất tối đã ra đời.
Phát hiện đó là một bước tiến mạnh mẽ trong sự hiểu biết của chúng ta về vũ trụ và từ đó, các nhà thiên văn học đã rất giỏi trong việc suy luận sự tồn tại và tính chất của vật chất tối từ các tác động hấp dẫn của nó đối với vật chất và bức xạ nhìn thấy được. Thật vậy, cấu trúc quy mô lớn của chính vũ trụ hiện được cho là bị điều khiển phần lớn bởi vật chất tối. Tuy nhiên, chưa ai phát hiện ra vật chất tối trực tiếp. Chúng ta chỉ có thể suy luận rằng nó tồn tại, không biết rằng nó tồn tại.
Hơn nữa, nó rất khó khăn để xác định rằng vật chất tối không chỉ tồn tại ở vùng ngoại ô của Dải Ngân hà của chúng ta, mà còn ở phần bên trong của thiên hà, nơi Trái đất và mặt trời của chúng ta cư trú. Điều đó bởi vì các phép đo của chúng ta - cùng một loại phép đo được sử dụng để tìm vật chất tối ở nơi đầu tiên - không đủ chính xác để tiết lộ vật chất tối từ vị trí của chúng ta trong Dải Ngân hà. Miguel Pato tại Khoa Vật lý tại Đại học Stockholm cho biết:
Trong nghiên cứu mới của chúng tôi, lần đầu tiên chúng tôi đã có được bằng chứng quan sát trực tiếp về sự hiện diện của vật chất tối trong phần trong cùng của Dải Ngân hà.
Chúng tôi đã tạo ra một bản tổng hợp đầy đủ nhất cho đến nay về các phép đo được công bố về chuyển động của khí và sao trong Dải Ngân hà, và so sánh tốc độ quay đo được với dự đoán theo giả định rằng chỉ có vật chất phát sáng tồn tại trong thiên hà.
Vòng quay quan sát không thể được giải thích trừ khi một lượng lớn vật chất tối tồn tại xung quanh chúng ta và giữa chúng ta và trung tâm thiên hà.
Phương pháp của chúng tôi sẽ cho phép các quan sát thiên văn sắp tới đo lường sự phân bố vật chất tối trong thiên hà của chúng tôi với độ chính xác chưa từng có. Điều này sẽ cho phép tinh chỉnh hiểu biết của chúng ta về cấu trúc và sự tiến hóa của thiên hà của chúng ta và nó sẽ kích hoạt những dự đoán mạnh mẽ hơn cho nhiều thí nghiệm trên toàn thế giới tìm kiếm các hạt vật chất tối. Do đó, nghiên cứu này tạo thành một bước tiến cơ bản trong cuộc tìm kiếm bản chất của vật chất tối.
Các chấm màu đỏ và màu xanh ở đây - được phủ lên trên một bức ảnh của đĩa Ngân hà nhìn từ Nam bán cầu - là những điểm mà các nhà thiên văn học Stockholm đã đo chuyển động của các ngôi sao và khí trong thiên hà của chúng ta. Màu xanh hoặc đỏ đại diện cho chuyển động tương đối của chúng đối với mặt trời của chúng ta. Các quầng sáng màu xanh đối xứng hình cầu minh họa sự phân bố vật chất tối. Hình ảnh thông qua Serge Brunier và Đại học Stockholm.
Điểm mấu chốt: Các nhà thiên văn học ở Stockholm cho biết kỹ thuật mới của họ đã tiết lộ vật chất tối trong thiên hà Milky Way bên trong, bao gồm cả khu vực mà mặt trời và Trái đất của chúng ta cư trú. Nếu như vậy, có lẽ hôm nay các máy dò vật chất tối sẽ tìm thấy nó, cung cấp cái đầu tiên thẳng thắn phát hiện vật chất tối.