חזיונות מעוותים של רקע המיקרוגל הקוסמי - האור הקדום ביותר שניתן להבחין בו - מאפשרים לאסטרונומים למפות את הכמות הכוללת של חומר גלוי ובלתי נראה בכל היקום.
בערך 85 אחוז מכל החומר ביקום הוא חומר אפל, בלתי נראה אפילו לטלסקופים החזקים ביותר, אך ניתן להבחין במשיכה הכבידה שלו.
על מנת למצוא חומר אפל, אסטרונומים מחפשים אפקט המכונה עדשת כבידה: כאשר משיכת הכבידה של חומר אפל מתכופפת ומגבירה אור מאובייקט רחוק יותר. בצורתו האקסצנטרית ביותר הוא מביא לתמונות מרובות בצורת קשת של עצמים קוסמיים רחוקים.
אבל יש כאן אזהרה אחת: כדי לגלות חומר אפל חייב להיות חפץ ישירות מאחוריו. יש ליישר את 'הכוכבים'.
במחקר שנערך לאחרונה בראשותו של ד"ר ג'יימס גeach מאוניברסיטת הרטפורדשייר באנגליה, אסטרונומים שמו את עיניהם במקום הרקע הקוסמי של מיקרוגל (CMB).
"ה- CMB הוא האור הרחוק / העתיק ביותר שאנו יכולים לראות," אמר ד"ר Geach למגזין Space. "אפשר לחשוב עליו כמשטח, המאיר את היקום כולו."
הפוטונים מ- CMB זורקים לכיוון כדור הארץ מאז שהיקום היה בן 380,000 שנה בלבד. פוטון בודד קיבל את ההזדמנות להיתקל בחומר רב, לאחר שבדק למעשה את כל החומר ביקום לאורך קו הראייה שלו.
"אז השקפתנו על ה- CMB מעט מעוותת ממה שהיא נראית באופן מהותי - קצת כמו להסתכל על התבנית שבתחתית בריכת שחייה," אמרה ד"ר גיץ '.
על ידי ציון העיוותים הקטנים ב- CMB, אנו יכולים לבדוק את כל החומר האפל ברחבי היקום כולו. אבל לעשות את זה בדיוק זה מאתגר ביותר.
הצוות צפה בשמיים הדרומיים בעזרת טלסקופ הקוטב הדרומי, טלסקופ בגודל 10 מטרים המיועד לתצפיות במיקרוגל. סקר גדול ופורץ דרך זה הפיק מפת CMB של שמי הדרום, שתואמת נתונים קודמים של CMB מלוויין פלאנק.
לא ניתן לחלץ את החתימות האופייניות של עדשות כבידה על ידי חומר מתערב. אסטרונומים הסתמכו על שימוש בפרוצדורה מתמטית מפותחת. אנחנו לא נכנסים לפרטים המגעילים.
זה הפיק "מפה של צפיפות המסה הכוללת הצפויה ביננו לבין ה- CMB. זה די מדהים אם אתה חושב על זה - זו טכניקה תצפיתית למפות את כל המסה ביקום, בחזרה ל- CMB, "הסביר ד"ר גיץ '.
אבל הצוות לא סיים את הניתוח שלו שם. במקום זאת, הם המשיכו למדוד את עדשת ה- CMB במיקומם של קוואזרים - חורים שחורים סופר-מסיביים חזקים במרכז הגלקסיות הקדומות ביותר.
"מצאנו כי אזורים בשמיים עם צפיפות גדולה של קוואזרים הם בעלי אות עדשת CMB חזקה יותר בבירור, ומשמע כי קוואזרים אכן ממוקמים במבני חומר בקנה מידה גדול," אומר ד"ר ראיין היקוקס ממכללת דארטמות '- המחבר השני במחקר - אמר למגזין Space.
לבסוף, השתמשו במפת CMB לקביעת המסה של הילות החומר האפל הללו. תוצאות אלה התאימו לתוצאות שנקבעו במחקרים ישנים, שבדקו כיצד הקוואזרים התגודדו יחד בחלל, ללא התייחסות ל- CMB כלל.
תוצאות עקביות בין שתי מדידות עצמאיות הן כלי מדעי רב עוצמה. לדברי ד"ר היקס, זה מראה כי "יש לנו הבנה חזקה כיצד חורים שחורים סופר-מאסיביים שוכנים במבנים בקנה מידה גדול, וכי (שוב) איינשטיין צדק."
העיתון התקבל לפרסום במכתבי היומן האסטרופיסי וזמין להורדה כאן.
