Використовуючи вдосконалену камеру Хаббла для опитувань, астрономи змогли намітити невидиму темну речовину в далекій галактиці, що дозволило їм створити одну з найгостріших і найбільш детальних карт темної матерії у Всесвіті. Шукати невидиму і невизначену матерію - це непроста робота, але те, що астрономи намагаються зробити вже не одне десятиліття. Ця нова карта також може містити підказки про інші таємничі речі у Всесвіті - темну енергію - та яку роль вона відігравала у перші роки формування Всесвіту.
Команда під керівництвом Ден Коу в JPL використовувала Хаббла для огляду на Abell 1689, розташованого в 2,2 мільярда світлових років. Гравітація кластера, яка здебільшого походить від темної речовини, діє як космічне збільшувальне скло, згинаючи і посилюючи світло від далеких галактик за ним. Цей ефект, званий гравітаційним лінзуванням, створює багаторазові, викривлені та значно збільшені зображення цих галактик, завдяки чому галактики виглядають спотвореними та нечіткими. Вивчаючи спотворені зображення, астрономи оцінювали кількість темної речовини всередині скупчення. Якби гравітація кластера виходила лише з видимих галактик, спотворення лінзи було б набагато слабкіше.
Те, що вони знайшли, свідчить про те, що скупчення галактик, можливо, утворилися раніше, ніж очікувалося, до того, як натиск темної енергії гальмував їх зростання.
Темна енергія виштовхує галактики один від одного, розтягуючи простір між ними, тим самим пригнічуючи утворення гігантських структур, званих кластерами галактик. Один із способів астрономів змогти пробувати цей первинний перетягнення буксирів - через відображення розподілу темної речовини в кластерах.
"Зображені лінзи - це велика головоломка", - сказав Коу. "Тут ми вперше з'ясували спосіб влаштувати масу Abell 1689 таким чином, щоб вона орієнтувала всі ці фонові галактики на їх спостережувані положення". Коу використовував цю інформацію для створення карти з більш високою роздільною здатністю розподілу темної речовини кластера, ніж це було можливо раніше.
На основі своєї масової карти з більшою роздільною здатністю Коу та його співробітники підтверджують попередні результати, що показують, що ядро Abell 1689 значно темніше матерії, ніж очікувалося для кластера його розмірів, заснованого на комп'ютерному моделюванні росту структури. Abell 1689 приєднується до кількох інших добре вивчених скупчень, за якими виявлено схожі щільні ядра. Це відкриття дивовижне, тому що поштовх темної енергії на початку історії Всесвіту призвело б до урізання зростання всіх кластерних галактик.
"Тому кластери Галактики повинні були почати формувати мільярди років раніше, щоб наростити ті численні показники, які ми бачимо сьогодні", - сказав Коу. «У більш ранні часи Всесвіт була меншою і щільніше наповнена темною речовиною. Здається, Абелль 1689 р. При народженні добре годувався щільною речовиною, яка оточувала його в ранньому Всесвіті. Кластер переніс цю частину з собою через доросле життя, щоб з'явитись, як ми спостерігаємо її сьогодні ".
Астрономи планують вивчити більше кластерів, щоб підтвердити можливий вплив темної енергії. Основна програма Хаббла, яка буде аналізувати темну речовину у гігантських кластерах галактик, - це дослідження кластера Lensing та Supernova з Хабблом (CLASH). У цьому опитуванні телескоп буде вивчати 25 кластерів протягом загального місяця протягом наступних трьох років. Кластери CLASH були вибрані через сильну рентгенівську емісію, що свідчить про те, що вони містять велику кількість гарячого газу. Це достаток означає, що скупчення надзвичайно масивні. Дотримуючись цих кластерів, астрономи будуть картографувати розподіл темної матерії та шукати більш переконливі докази раннього формування кластерів та, можливо, ранньої темної енергії.
