השבוע פרסמו מדענים בשיתוף פעולה עם סקר האנרגיה האפלה (DES) את הראשון בסדרת מפות מפורטות המתארות את התפלגות החומר האפל, הנובעות מהשפעות הכבידה שלה. הנתונים החדשים מראים חוטים גדולים של חומר אפל בו נמצאים גלקסיות גלויות וצבירי גלקסיות וחללים קוסמיים שבהם מעט מאוד גלקסיות שוכנות.
"הניתוח שלנו עד כה תואם את תמונת היקום הנוכחית של היקום", אמר צ'יהאווי צ'אנג מהמכון הטכנולוגי הפדרלי של שוויץ (ETH) בציריך, מנהיג משותף של הניתוח. "התקרבנו למפות, מדדנו כיצד חומר אפל עוטף גלקסיות מסוגים שונים ואיך הם מתפתחים יחד לאורך זמן קוסמי."
המחקר והמפות, המשתרעים על שטח גדול בשמיים, הם תוצר של מאמץ מאסיבי של צוות בינלאומי מארצות הברית, בריטניה, ספרד, גרמניה, שוויץ וברזיל. הם הודיעו על התוצאות החדשות שלהם בפגישה עם American Physical Society (APS) בבולטימור, מרילנד.
לדברי הקוסמולוגים, חלקיקי חומר אפל זורמים ומתגבשים יחד לאורך זמן באזורים מסוימים של הקוסמוס, לעתים קרובות באותם מקומות שבהם נוצרות גלקסיות ואשכולן. עם הזמן מתפתח "רשת קוסמית" ברחבי היקום. למרות שחומר אפל אינו נראה, הוא מתרחב עם היקום ומרגיש את משיכת הכובד. אסטרופיסיקאים יכולים אז לשחזר מפות ממנה על ידי סקר של מיליוני גלקסיות, כמו שאפשר להסיק את האוריינטציה המתהפכת של להקת ציפורים מצלה הנע לאורך האדמה.
מדעני DES יצרו את המפות עם אחת המצלמות הדיגיטליות החזקות ביותר בעולם, מצלמת האנרגיה האפלה של 570 מגה-פיקסל (DECam), שהיא רגישה במיוחד לאור מהגלקסיות הרחוקות. הוא מותקן על טלסקופ ויקטור מ. בלנקו בגובה 4 מטרים, שנמצא במצפה הכוכב הבין-אמריקני Cerro Tololo בצפון צ'ילה. כל אחת מתמונותיה רושמת נתונים מאזור פי 20 מגודלו של הירח כפי שנראה מכדור הארץ.
בנוסף, DECam אוספת נתונים כמעט פי עשרה מהר יותר ממכונות קודמות. לדברי דייוויד בייקון, במכון לקוסמולוגיה וכבידה של אוניברסיטת פורטסמות ', "זה מאפשר לנו לבהות עמוק יותר בחלל ולראות את ההשפעות של חומר אפל ואנרגיה אפלה בבהירות רבה יותר. באופן אירוני, למרות שהישויות האפלות הללו מהוות 96% מהיקום שלנו, לראותם זה קשה ודורש כמויות אדירות של נתונים. "
הטלסקופ והמכשירים שלו מאפשרים מדידות מדויקות תוך שימוש בטכניקה המכונה "עדשת כבידה". אסטרופיסיקאים בוחנים את העיוותים הקטנים והגזרים של תמונות גלקסיות בגלל המשיכה הכבדית של חומר אפל סביבם, בדומה לתמונות מעוותות של חפצים בזכוכית מגדלת, מלבד הגלקסיות העדשות שצפו על ידי מדעני DES הם לפחות 6 מיליארד אור- מרחק שנים.
צ'אנג ווינו ויקראם (המעבדה הארצית בארגונה) הובילו את הניתוח, איתו הם התחקו אחר רשת החומר האפל בפירוט חסר תקדים על פני 139 מעלות מרובעות של חצי הכדור הדרומי. "מדדנו את העיוותים בקושי מורגשים בצורות של כ -2 מיליון גלקסיות כדי לבנות את המפות החדשות הללו," אמר ויקראם. זה מסתכם בפחות מ- 0.4% מכל השמים, אך סקר ה- DES שהושלם ימפה יותר מפי 30 משטח זה במהלך השנים הקרובות.
הם הגישו את עבודת המחקר שלהם לפרסום בגיליון הקרוב של הודעות חודשיות של החברה המלכותית לאסטרונומיה, וצוות ה- DES שיחררו אותו בפומבי כחלק ממערך העיתונים בשרת arXiv.org ביום שלישי.
הדיוק והפירוט של מפות גדולות זו מזו המופקות על ידי מדעני DES יאפשרו בדיקות של מודלים קוסמולוגיים אחרים. "אני ממש נרגש ממה שהמפות האלה יגידו לנו על חומר אפל באשכולות גלקסיות במיוחד ביחס לתיאוריות של כוח משיכה שונה", אומר רוברט ניקול (אוניברסיטת פורטסמות '). מודל הכובד של איינשטיין, תורת היחסות הכללית, יכול להיות שגוי במאזניים קוסמולוגיים גדולים או באזורים הצפופים של היקום, ומחקר מתמשך עם סקר האנרגיה האפלה יאפשר את חקירתו.
