Nó đã phát hiện ra sự phát hiện dứt khoát đầu tiên của một tài sản không phải là khối lượng mà liên kết với vật chất tối vô hình chiếm 27% trong vũ trụ của chúng ta.
So sánh hai cụm thiên hà. Còn lại, một cụm trải rộng. Phải, một cụm dày đặc hơn. Một nghiên cứu mới cho biết những khác biệt về cấu trúc này có thể liên quan đến môi trường vật chất tối xung quanh. Hình ảnh qua Khảo sát bầu trời kỹ thuật số Sloan.
Một nghiên cứu mới được công bố ngày 25 tháng 1 năm 2016 tại Thư đánh giá vật lý gợi ý rằng một cụm thiên hà cơ cấu nội bộ được liên kết với môi trường vật chất tối của nó. Lần đầu tiên, một tài sản bên cạnh khối lượng của một cụm thiên hà đã được liên kết với vật chất tối xung quanh.
Hironao Miyatake tại Phòng thí nghiệm Động cơ phản lực của NASA NASA đã dẫn đầu nghiên cứu này. Ông nói trong một tuyên bố từ JPL:
Các cụm thiên hà giống như các thành phố lớn trong vũ trụ của chúng ta.
Cũng giống như cách bạn có thể nhìn vào ánh sáng của một thành phố vào ban đêm từ một chiếc máy bay và suy ra kích thước của nó, những cụm sao này cho chúng ta cảm giác về sự phân bố của vật chất tối mà chúng ta có thể nhìn thấy.
Vật chất tối được cho là ở xung quanh chúng ta và chiếm 27% tổng số vật chất và năng lượng trong vũ trụ. Trong nhiều thập kỷ, các nhà khoa học đã suy ra sự hiện diện của vật chất tối bằng cách nhìn vào vật chất bình thường. Ví dụ, họ đã học được rằng một cụm thiên hà càng nặng - nghĩa là nó càng chứa nhiều khối lượng - vật chất tối càng có nhiều trong môi trường của nó.
Liên kết giữa một khối thiên hà Cụm cụm và vật chất tối xung quanh được thiết lập tốt.
Tìm một tính chất mới của vật chất hữu hình cũng liên quan đến vật chất tối - trong trường hợp này, cấu trúc bên trong của các cụm thiên hà - mang đến cho các nhà thiên văn học một cách khác để nghiên cứu không chỉ vật chất tối, mà cả năng lượng tối, cấu trúc quy mô lớn của vũ trụ và lạm phát vật lý. Hironao MiyatÓA bày tỏ sự phấn khích của mình bằng cách nói:
Tôi rất vui vì cuối cùng chúng ta đã tìm thấy bằng chứng rõ ràng về mối liên hệ giữa cấu trúc bên trong của các cụm và môi trường vật chất tối xung quanh.
Chúng tôi đã kiểm tra rất nhiều thứ để đảm bảo kết quả này, và cuối cùng kết luận đây là sự thật!
Xem lớn hơn. | Hình ảnh này từ Kính viễn vọng Không gian Hubble của NASA cho thấy khu vực bên trong của Abell 1689, một cụm thiên hà khổng lồ. Các nhà khoa học cho biết các cụm thiên hà mà chúng ta thấy ngày nay là kết quả của sự biến động mật độ vật chất tối trong vũ trụ sơ khai. Hình ảnh qua NASA / ESA / JPL-Caltech / Yale / CNRS
Tuyên bố của JPL đã giải thích cách các nhà khoa học tiến hành nghiên cứu của họ:
Các nhà nghiên cứu đã nghiên cứu khoảng 9.000 cụm thiên hà từ danh mục thiên hà DR8 Khảo sát bầu trời kỹ thuật số Sloan và chia chúng thành hai nhóm theo cấu trúc bên trong của chúng: một trong đó các thiên hà riêng lẻ trong các cụm được trải rộng hơn và một trong đó chúng được đóng gói chặt chẽ với nhau.
Các nhà khoa học đã sử dụng một kỹ thuật gọi là thấu kính hấp dẫn - xem xét lực hấp dẫn của các cụm uốn cong ánh sáng từ các vật thể khác - để xác nhận rằng cả hai nhóm đều có khối lượng tương tự nhau.
Nhưng khi các nhà nghiên cứu so sánh hai nhóm, họ đã tìm thấy một sự khác biệt quan trọng trong việc phân phối các cụm thiên hà.Thông thường, các cụm thiên hà được phân tách khỏi các cụm khác trung bình 100 triệu năm ánh sáng. Nhưng đối với nhóm các cụm có các thiên hà được đóng gói chặt chẽ, có ít cụm lân cận ở khoảng cách này hơn so với các cụm sao.
Nói cách khác, môi trường vật chất tối xung quanh xác định mức độ đóng gói của một cụm với các thiên hà.
Nhà thiên văn học David Spergel, đồng tác giả nghiên cứu, đã tóm tắt kết quả khi ông nói:
Nhà vũ trụ học từ lâu đã giữ một lý thuyết rất đơn giản, các thuộc tính của một cụm chỉ được xác định bởi khối lượng của nó.
Những kết quả này cho thấy tình hình phức tạp hơn nhiều: môi trường cụm cụm cũng đóng một vai trò quan trọng.
Các nhà thiên văn học đã cố gắng phát hiện bằng chứng cho bức tranh phức tạp hơn này trong nhiều năm: đây là phát hiện dứt khoát đầu tiên.
Sự kết nối giữa cấu trúc bên trong của các cụm thiên hà và phân phối các cụm thiên hà Hình ảnh thông qua Khảo sát bầu trời kỹ thuật số Sloan, Viện Kavli.
Điểm mấu chốt: Một sự công nhận mới về một liên kết giữa cấu trúc bên trong của các cụm thiên hà và vật chất tối xung quanh.
Thông qua NASA JPL và Viện Kavli.