Astronomi predstavili mapu raspodjele tamne materije u svemiru

Koristeći posmatranja Svemirskog teleskopa Džejms Veb na dijelu neba koji pokriva gotovo tri puta veću površinu od punog Mjeseca, naučnici su izradili do sada najdetaljniju kosmičku mapu misteriozne supstance poznate kao tamna materija, koja čini najveći dio materije u svemiru.

Obična materija gradi zvijezde, planete, ljude i sve ostalo što možemo da vidimo. Međutim, ona čini svega oko 15 odsto ukupne materije u kosmosu. Ostatak otpada na tamnu materiju, koja ne emituje niti reflektuje svjetlost, zbog čega je nevidljiva ljudskom oku i teleskopima, prenosi agencija Rojters.

Naučnici njeno postojanje zaključuju na osnovu gravitacionih efekata koje ispoljava na velikim razmjerama, kao što su brzina rotacije galaksija, način na koji su galaktička jata međusobno povezana i savijanje svjetlosti udaljenih objekata dok prolazi kroz masivne kosmičke strukture.

Nova mapa raspodjele tamne materije zasnovana je upravo na tom fenomenu savijanja svjetlosti, koje izaziva suptilna izobličenja u oblicima oko 250.000 udaljenih galaksija posmatranih pomoću Veba, zahvaljujući gravitacionom uticaju materije duž linije posmatranja.

Prethodna mapa tamne materije bila je zasnovana na posmatranjima Svemirskog teleskopa Habl. Nova mapa, zahvaljujući većim mogućnostima Veba, nudi dvostruko veću rezoluciju u odnosu na prethodnu, obuhvata veće djelove kosmosa i prodire dublje u prošlost - praktično do perioda od prije oko osam do deset milijardi godina, koji je ključan za formiranje galaksija.

"Ovo nam omogućava da razlučimo finije strukture tamne materije, otkrijemo koncentracije mase koje ranije nijesu bile vidljive i proširimo mapiranje tamne materije na ranije epohe svemira", rekla je opservaciona kosmološkinja Dijana Skonjamiljo iz NASA-ine Laboratorije za mlazni pogon (Jet Propulsion Laboratory) u Kaliforniji, glavna autorka istraživanja objavljenog u časopisu Nature Astronomy.

Mapa sa dosad neviđenom jasnoćom otkriva nove detalje makrostrukture svemira poznate kao kosmička mreža - galaktička jata, ogromne filamente izgrađene od tamne materije duž kojih su raspoređene galaksije i gas, kao i regione sa manjom gustinom mase.

Veb, infracrveni teleskop koji ima oko šest puta veću moć prikupljanja svjetlosti od Habla, lansiran je 2021. godine, a operativan je od 2022.

"Svemirski teleskop Džejms Veb je kao da smo svemiru stavili nove naočare", rekla je Skonjamiljo.

"On vidi slabije i udaljenije galaksije sa mnogo oštrijim detaljima nego ikad ranije. To nam praktično daje znatno gušću mrežu pozadinskih galaksija sa kojom možemo da radimo, što je upravo ono što je potrebno za ovakvu vrstu istraživanja. Više galaksija i oštrije slike direktno znače i oštriju mapu tamne materije".

Mapa pokriva dio neba poznat kao Istraživanje kosmičke evolucije, odnosno COSMOS (Cosmic Evolution Survey), koji se nalazi u pravcu sazviježđa Sekstans. Istraživači navode da će ova mapa omogućiti buduća istraživanja svemira na brojne načine.

"Na primjer, jedno od ključnih pitanja u astrofizici jeste kako galaksije rastu i evoluiraju tokom vremena - kako je svemir prešao put od gotovo savršeno homogenog 'supa' do spektakularne raznolikosti galaksija koje danas posmatramo", rekla je opservaciona kosmološkinja i koautorka studije Žaklin Mekliri sa Nortistern univerziteta u Bostonu.

"Haloi tamne materije - samogravitirajući ‘oblaci’ tamne materije - mjesta su nastanka galaksija, svojevrsni rasadnici galaksija. Zato poznavanje toga gdje se tamna materija nalazi, koliko je ima i povezivanje tih podataka sa populacijom galaksija unutar raspodjele tamne materije predstavlja važno ograničenje za modele formiranja i evolucije galaksija", kazala je Mekliri.

Metod koji su istraživači koristili, a koji se zasniva na savijanju svjetlosti, otkrio je raspodjelu i tamne i obične materije.

Istraživači su naveli da su njihova posmatranja u skladu sa vodećim kosmološkim modelom, poznatim kao Lambda-CDM, odnosno model hladne tamne materije, koji objašnjava nastanak svemira kroz Veliki prasak i njegovu kasniju evoluciju i strukturu. Prema tom modelu, svemirom dominiraju tamna materija i nevidljiva kosmička sila poznata kao tamna energija, odgovorna za ubrzano širenje svemira.

"U tom okviru, tamna materija predstavlja gravitacionu okosnicu na kojoj se formiraju galaksije, grupe i jata, stvarajući kosmičku mrežu velikih razmjera. Naša mapa pruža znatno oštriji posmatrački uvid u tu tamnomaterijsku 'skelu'", rekla je Skonjamiljo.

( D.C. )