גלקסיית הגמדים I Zwicky 18. קרדיט תמונה: נאס"א. לחץ להגדלה
רמזים שנחשפו על ידי התצוגה המחודדת לאחרונה של טלסקופ החלל האבל אפשרו לאסטרונומים למפות את מיקום ה"חומר האפל "הבלתי נראה לעין בפרטים חסרי תקדים בשני אשכולות גלקסיות צעירים מאוד.
צוות המכון למדעי טלסקופ החלל באוניברסיטת ג'ונס הופקינס מדווח על ממצאיו בגיליון דצמבר של כתב העת Astrophysical. (תצפיות אחרות ופחות מפורטות הופיעו בגיליון ינואר 2005 של אותו פרסום.)
תוצאות הצוות מעניקות אמון לתיאוריה כי הגלקסיות שאנו יכולים לראות מתפתחות באזורים הצפופים ביותר של "הקורים הקוסמיים" של חומר אפל בלתי נראה, ממש כמו שהקצף מתאסף על גבי גלי האוקיינוס, אמר מחבר המחקר, Myungkook ג'יימס ג'יי, עוזר מחקר. מדען במחלקה לפיזיקה ואסטרונומיה של הנרי א. רולנד בבית הספר לאמנויות ומדעים לקריגר של ג'ונס הופקינס.
"ההתקדמות בטכנולוגיית המחשבים מאפשרת לנו כעת לדמות את היקום כולו ולעקוב אחר התגבשות החומר לכוכבים, גלקסיות, אשכולות גלקסיות וחוטי חומר ארוכים להפליא ממאה אלף השנים הראשונות ועד ימינו," אמר ג'י. "עם זאת, זה מאתגר מאוד לאמת את תוצאות הסימולציה באופן תצפיתי, מכיוון שחומר אפל אינו פולט אור."
ג'יי אמר שהצוות מדד את "עדשת הכבידה" העדינה הנראית בתמונות האבל? כלומר, העיוותים הקטנים של צורות הגלקסיות הנגרמות על ידי כוח המשיכה מחומר אפל בלתי נראה? להפיק את מפות החומר האפל שלה. הם ערכו את התצפיות בשני מקבצי גלקסיות שהיוו כשהיה בן כמחצית גילו הנוכחי של היקום.
"התמונות שצילמנו מראות בבירור כי גלקסיות האשכול ממוקמות באזורים הצפופים ביותר של הילות החומר האפל, המוצגות בסגול בתמונות שלנו," אמר ג'י.
העבודה מבשרת את התיאוריה שחומר אפל? המהווה 90 אחוז מהחומר ביקום? וחומר גלוי צריך להתלכד באותם מקומות מכיוון שכוח הכבידה מושך אותם זה לזה, אמר ג'י. ריכוזי חומר אפל צריכים למשוך חומר גלוי, וכתוצאה מכך לסייע ביצירת כוכבים זוהרים, גלקסיות ואשכולות גלקסיות.
חומר אפל מציג את אחת הבעיות התמוהות ביותר בקוסמולוגיה המודרנית. בלתי נראה, ובכל זאת ללא ספק שם? מדענים יכולים למדוד את השפעותיו? המאפיינים המדויקים שלו נשארים חמקמקים. ניסיונות קודמים למפות את החומר האפל בפירוט באמצעות טלסקופים מבוססי קרקע הוגבלו על ידי סערה באטמוספירה של כדור הארץ, שהטשטשה את התמונות שהתקבלו.
"התבוננות באטמוספירה זה כמו לנסות לראות את הפרטים של תמונה בתחתית בריכת שחייה מלאה גלים," אמר הולנד פורד, אחד מחבריו של העיתון ופרופסור לפיזיקה ואסטרונומיה בג'ונס הופקינס.
צוות ג'ונס הופקינס-STScI הצליח להתגבר על המכשול האטמוספרי באמצעות הטלסקופ האבל מבוסס-החלל. התקנת המצלמה המתקדמת לסקרים בהאבל לפני שלוש שנים היוותה יתרון נוסף, מה שהגדיל את יעילות הגילוי של ה- HST הקודם בפקטור של 10.
הצוות התרכז בשני מקבצי גלקסיות (שכל אחד מהם מכיל יותר מ -400 גלקסיות) בשמיים הדרומיים.
"התמונות הללו נועדו בעיקר לחקר הגלקסיות באשכולות ולא להעדשת גלקסיות הרקע", אמר המחבר המשותף ריצ'רד ווייט, אסטרונום STScI, שהוא גם ראש ארכיב הנתונים של האבל עבור STScI. "אבל החדות והרגישות של התמונות הפכו אותם לאידיאליים לפרויקט זה. זה היופי האמיתי של תמונות האבל: הם ישמשו במשך שנים לחקירות מדעיות חדשות. "
התוצאה של הניתוח של הצוות היא סדרה של תמונות מפורטות ומוחזקות באופן מדויק למחשב הממחישות את מיקומו של החומר האפל. לדברי ג'י, תמונות אלה מספקות לחוקרים הזדמנות חסרת תקדים להסיק את תכונות החומר האפל.
המבנה המגושם של החומר האפל סביב גלקסיות האשכול עולה בקנה אחד עם האמונה הנוכחית שחלקיקי החומר האפל הם "פחות התנגשות", אמר ג'י. שלא כמו חלקיקי חומר רגילים, כך מאמינים פיזיקאים, הם אינם מתנגשים ומתפזרים כמו כדורי ביליארד אלא פשוט עוברים זה בזה.
"חלקיקים חסרי התנגשות לא מפגיזים זה את זה, כמו שני אטומי מימן. אם חלקיקים של חומר אפל היו התנגשות, היינו רואים חלוקה חלקה הרבה יותר של חומר אפל, ללא מבנים מסורבלים בקנה מידה קטן, ”אמר ג'י.
פורד אמר כי מחקר זה מדגים כי ה- ACS הוא יתרון ייחודי למחקרי עדשות כבידה וכי עם הזמן ישפר משמעותית את ההבנה של היווצרותו והתפתחותו של המבנה הקוסמי כמו גם של חומר אפל.
"אני מרוצה מאוד ששבע שנות העבודה הקשה של כל כך הרבה מדענים ומהנדסים מוכשרים בכדי להפוך את המצלמה המתקדמת לסקרים מספקת לכל האנושות תמונות והבנות עמוקות יותר ממקורות היקום המופלא שלנו", אמר פורד, שהוא חוקר ראשי ב- ACS ומנהיג צוות המדע.
צוות המדע וההנדסה של ACS מרוכז באוניברסיטת ג'ונס הופקינס ובמכון למדע טלסקופ החלל בקמפוס הומווד באוניברסיטה בבולטימור. זה כולל גם מדענים מאוניברסיטאות מרכזיות אחרות בארצות הברית ובאירופה. ACS פותח על ידי הצוות במסגרת חוזה נאס"א NAS5-32865 ומחקר זה נתמך על ידי מענק נאס"א NAG5-7697.
המקור המקורי: מהדורת חדשות JHU
