Universul invizibil dezvăluie noi indicii despre materia întunecată

Cea mai mare parte a universului este alcătuită din componente nevăzute care se dezvăluie doar prin efecte subtile asupra galaxiilor și structurii cosmice. Folosind un set extins de observații de la Camera de Energie Întunecată, cercetătorii au analizat distorsiunile în forma a sute de milioane de galaxii pentru a testa modelul cosmologic principal.

Prin studierea distorsiunilor slabe în formele galaxiilor pe o regiune vastă a cerului, oamenii de știință au sondat structura ascunsă a universului.

• Neuroștiință și comportament social: De ce unii oameni par că nu simt niciodată jenă?
• Știința somnului: de ce dormim prost și ce putem face altfel

În imaginea standard a universului, aproape totul este ascuns vederii. Aproximativ 95% din cosmos constă în materie întunecată și energie întunecată, substanțe care nu pot fi văzute direct și care încă nu sunt pe deplin înțelese.

Totuși, ele joacă un rol major în modelarea universului, materia întunecată influențând modul în care se formează galaxiile prin gravitație, iar energia întunecată determinând accelerarea expansiunii spațiului. Oamenii de știință învață despre aceste componente nevăzute urmărind modul în care acestea afectează obiectele vizibile, iar cercetătorii de la Universitatea din Chicago au studiat acum aceste efecte pe o regiune nouă a cerului.

Între 2013 și 2019, Dark Energy Survey (DES) a colectat observații cu Dark Energy Camera (DECam). Folosind acest instrument, studiul a măsurat cu precizie formele a milioane de galaxii răspândite pe aproximativ o optime din cer.

Un proiect unic

Această hartă detaliată ajută oamenii de știință să înțeleagă mai bine cum este distribuită materia în Univers și cum se comportă energia întunecată.

Pe lângă munca sa principală, DECam a surprins și imagini ale unor zone vaste dincolo de granițele oficiale DES. Într-o nouă serie de studii publicate în The Open Journal of Astrophysics, cercetătorii de la Universitatea din Chicago au folosit aceste observații suplimentare pentru a dubla numărul de galaxii cu forme măsurate cu precizie.

Setul de date extins acoperă mii de grade pătrate în afara zonei originale DES. Deși aceste observații nu au fost inițial concepute pentru cercetarea de lentile gravitaționale slabe, echipa a demonstrat că ele pot fi folosite pentru a investiga îndeaproape diferențele raportate în cadrul modelului LCDM, utilizând un set independent de date.

Prin lentilă gravitațională slabă, forma galaxiilor observate de pe Pământ pare ușor distorsionată, deoarece lumina de la acele galaxii trebuie să călătorească prin și în jurul materiei din univers pentru a ajunge la noi. Efectul este atât de subtil încât necesită o analiză statistică pentru a fi măsurat.

„Măsurătorile de lentilă slabă sunt cele mai bune pentru a sonda aglomerarea materiei,” a spus Dhayaa Anbajagane, student doctorand și prim autor al seriei de lucrări DECADE. „Cuantificarea acestei aglomerări face lumină asupra originii și evoluției structurilor precum galaxiile și roiurile de galaxii.”

Efecte subtile asupra galaxiilor și structurii cosmice

Echipa a măsurat formele a peste 100 de milioane de galaxii și distanțele lor (prin determinarea deplasării spre roșu a luminii). Folosind aceste forme și distanțe, echipa a aplicat modelul LCDM (Lambda-CDM) la date. Acesta este modelul standard al cosmologiei, acceptat pe scară largă pentru a explica observațiile despre univers.

Studiul DECADE constată că, de fapt, creșterea structurii în univers este în concordanță cu predicțiile din modelul LCDM, susținând rezultatele măsurătorilor anterioare de lentilă slabă.

Analiza DECADE, combinată cu datele DES, a rezultat într-o analiză a lentilei galaxiilor care utilizează cel mai mare număr de galaxii (270 de milioane) care acoperă cea mai largă porțiune de cer până în prezent, scrie SciTechDaily.

Această abordare schimbă modul în care astronomii ar putea privi analizele viitoare de lentilă, permițând utilizarea mai multor imagini și îmbunătățind precizia.

Vă mai recomandăm să citiți și:

Materia întunecată nu ar fi, de fapt, invizibilă, ci ar emite o strălucire ascunsă

Un „radio cosmic” ar putea descoperi materia întunecată în 15 ani

Un nou telescop spațial va studia materia întunecată a Universului

Materia întunecată ar putea fi, de fapt, un superfluid cosmic, susține o nouă teorie