חומר אפל, כך נראה, נאחז בגלקסיות כבר הרבה מאוד זמן. מרבית הגלקסיות שהיו קיימות לפני 10 מיליארד שנה היו בעלות חומר אפל בערך כמו גלקסיות כיום, בניגוד למחקרים קודמים שהציעו חומר פחות אפל שסבב גלקסיות ביקום המוקדם.
"חומר אפל היה בשפע באותה מידה בגלקסיות יוצרות כוכבים בעבר הרחוק כפי שהיה בימינו,"אמר אלפרד טיילי, אסטרונום מאוניברסיטת דורהאם באנגליה וסופר ראשי במחקר החדש. המחקר הוגש לאחרונה לכתב העת חודשי מודעות של החברה המלכותית לאסטרונומיה ופרסם 16 בנובמבר בכתב העת הקדום arXiv." זה לא היה ' לא הפתעה מוחלטת, אבל במציאות לא ידענו אם המציאות התצפיתית תואמת את הציפיות מהתיאוריה. "
חומר אפל מהווה בערך 85 אחוז מכלל המסה ביקום הידוע שלנו, אך החומר המסתורי אינו מקיים אינטראקציה עם אור, ומותיר מדענים בחושך באשר לטבעו המדויק. לכן, במקום לראות אותו, על אסטרונומים להסתמך על משיכת הכבידה של החומר האפל על החומר הרגיל, המכונה חומר בריוני, שמרכיב את הכוכבים, הערפיליות והכוכבים שאנו רואים בשמי הלילה, כמו גם את כל העצים, הסלעים והאנשים. על פני כדור הארץ.
חומר אפל נוטה להתגבש בהילות סביב גלקסיות; אסטרונומים גילו זאת על ידי מדידת האופן שבו גלקסיות מסתובבות במהירות. על פי חוק הכובד של ניוטון, כוכבים בפאתי הגלקסיה צריכים להסתובב לאט הרבה יותר מאלו שבמרכז. אולם בשנות השישים, אסטרונומים מצאו כוכבים פרבריים מהירים בשוליים של שביל החלב שרמזו על חומר נוסף המסתתר מעבר למסלולי הגלקסיה של הכוכבים ההם.
מחקרים מדדו מאז אלפי שיעורי סיבוב ברחבי היקום, ומאשרים את נוכחותם של הילות החומר האפל הללו.
במחקר החדש, החוקרים השתמשו בנתונים משני סקרים של 1,500 גלקסיות היוצרות כוכבים כדי לחשב את שיעורי הסיבוב של גלקסיות שחזרו 10 מיליארד שנה אחורה. קשה למדוד סיבוב גלקטי הרחק בעבר הקוסמי, מכיוון שגלקסיות עתיקות אלה רחוקות וקלושות להפליא. אז המדענים העריכו את הממוצע על ידי גיבוש הגלקסיות למרחק ואז שילוב האור שלהם.
"ההערכה שלנו לכמות החומר האפל בגלקסיות היא ממוצעת לכל האוכלוסייה בכל תקופה," אמרה טיילי ל- Live Science. "כמות החומר האפל בתוך גלקסיות בודדות עשויה להשתנות משמעותית."
בהתחשב במסה ובצפיפות הגלקסיות, החוקרים מצאו כמויות כמעט שוות ערך של חומר אפל לגלקסיות שהיו קיימות מזמן בעולמנו הקוסמי כמו לגלקסיות ביקום המקומי שלנו.
אך לא כולם משוכנעים לחלוטין. הממצאים סותרים מחקרים קודמים שגילו כי לגלקסיות ביקום המוקדם היו פחות חומר אפל מאשר גלקסיות צעירות יותר. אותם מחקרים בדקו גלקסיות אינדיבידואליות הרבה יותר מסיביות והשתמשו במודל שונה כדי להסיק את כמות החומר האפל.
ריינהרד גנזל, מחבר מוביל של אחד המחקרים הקודמים ואסטרונום במכון מקס פלאנק לפיזיקה חוץ-שטחית בגארצ'ינג, גרמניה, אמר ל- Live Science: "משתמש רק באחת מארבע הגישות העצמאיות בהן השתמשנו כדי להגיע למסקנתנו."
טיילי מצא שתוצאות קבוצתו היו תלויות מאוד בדגם בו השתמשו. בסופו של דבר, הוא בחר להשתמש במודל שהוא ועמיתיו מצאו כמי שמייצגים יותר את הגלקסיות בעלות המסה הנמוכה שמאמינים שמדובר בשלטון בתקופה הקדומה.
הדמיות ממוחשבות מעלות כי גלקסיות בעלות מסה גבוהה מאוד, כמו אלה שנחקרו על ידי גנזל, הן נדירות ביקום הרחוק. "נראה כי התוצאות חלות על גלקסיות מאוד מאסיביות בתקופה רחוקה זו, אך יתכן שלא יהיו מייצגות גלקסיות עם המוני כוכבים נמוכים יחסית, כמו אלה שלמדנו בעבודתנו," אמרה טיילי ל- Live Science.
התוצאות החדשות תואמות את מה שהיה ניתן לצפות ממודל החומר "כהה קר כהה" הרווח המתאר את היקום שלנו. מודל זה מסביר כיצד היקום מובנה ומדוע הוא מתרחב בקצב מהיר יותר ויותר.
