Fizycy odkrywają najstarszą do tej pory ciemną materię za pomocą mikrofal

Naukowcy właśnie zbadali soczewkę najstarszego światła, jakie możemy zobaczyć, i odkryli najstarszą zaobserwowaną do tej pory ciemną materię, otaczającą galaktyki, które mają 12 miliardów lat.

Odkryli tę ciemną materię, obserwując, jak niektóre galaktyki zniekształcają światło kosmicznego mikrofalowego tła, najstarszego wykrywalnego promieniowania tuż po Wielkim Wybuchu, który uwolnił wszechświat taki, jaki znamy. Badania zespołowe to opublikowany W fizycznych pismach kontrolnych.

„Większość badaczy wykorzystuje galaktyki źródłowe do pomiaru rozmieszczenia ciemnej materii od chwili obecnej do ośmiu miliardów lat temu” – powiedział Yuichi Harikan, astronom z Instytutu Badań nad Promieniowaniem Kosmicznym Uniwersytetu Tokijskiego i współautor najnowszego artykułu. Uniwersytet w Nagoi Wydanie. Możemy jednak spojrzeć dalej wstecz, ponieważ użyliśmy najdalszego CMB do pomiaru ciemnej materii. Po raz pierwszy mierzyliśmy ciemną materię mniej więcej od pierwszych chwil wszechświata”.

Ciemna materia stanowi około 27% wszechświata, chociaż nie możemy go wykryć bezpośrednio. Ponieważ nie wiemy, co to jest, ciemna materia jest tak naprawdę terminem parasolowym dla tej nieznanej masy, którą widzimy na ogromną skalę dzięki efektom grawitacyjnym.

Niektórzy z głównych kandydatów na ciemną materię to Małe cząstki zwane WIMP (podwójne oddziaływanie masywnych cząstek) i Jeszcze więcej małych cząstek nazywa się aksjonami; Jest całkowicie możliwe, że zarówno WIMPy, jak i aksiony tworzą ciemną materię. Wyszukuje ciemną materię W toku, ale w międzyczasie astronomowie mogą szukać i obserwować jego efekty w ogromnej skali.

Ciemna materia działa jak rodzaj niewidzialnego kleju, Grupy galaktyk razem. Działa również jako soczewka na dalekie światło, Powiększ stare rzeczy do naszej obserwacji. Chociaż jest to tajemnica, ciemna materia jest również dobrodziejstwem dla badania wczesnego wszechświata.

Z tego powodu, kiedy Teleskop Webba wykonał ostatnio zdjęcia gromady galaktyk SMACS 0723faktycznie szukał wszystkich starożytnych galaktyk powiększonych przez SMACS 0723, w tym najstarszej widzianej do tej pory galaktyki, która uformowała się 300 milionów lat po Wielkim Wybuchu.

Wcześniejsze prace ogólnie badały krótsze długości fal za pomocą soczewek grawitacyjnych, głównie obiektów o długościach fal widzialnych i podczerwonych. Ale światło, które widzimy z kosmicznego tła – najstarsze światło, jakie widzimy – znajduje się w mikrofalowej części widma elektromagnetycznego. To ultra-wysokoenergetyczne światło zaczęło się, ale zostało rozciągnięte w czasie przez ekspansję wszechświata, a dziś widzimy tylko słabą poświatę z mikrofali.

W ostatnich pracach naukowcy zidentyfikowali 1,5 miliona galaktyk soczewkowych w świetle widzialnym. Następnie przyjrzeli się im za pomocą teleskopu, który widzi światło mikrofalowe – satelity Planck Europejskiej Agencji Kosmicznej – i zmierzyli, ile ciemnej materii wokół pobliskich galaktyk zniekształca pradawne światło mikrofalowe.

Współautorka badań, Nita Bahkal, astronom z Princeton University, powiedziała w tym samym wydaniu.

Zespół odkrył również, że ciemna materia w niektórych obszarach kosmosu była mniej zbrylona, ​​niż powinna, zgodnie ze standardową teorią kosmologii.

„Nasze odkrycie pozostaje niepewne” – powiedział w oświadczeniu Hironao Miyatake, astronom z Uniwersytetu Nagoya i główny autor artykułu badawczego. „Ale jeśli to prawda, sugeruje to, że cały model jest wadliwy i cofasz się w czasie. Jest to ekscytujące, ponieważ jeśli wynik utrzymuje się po zmniejszeniu niepewności, może to wskazywać na ulepszenie modelu, które może zapewnić wgląd w naturę ciemności. samą materię”.

W przyszłości dane z nadchodzącego Obserwatorium Rubina pomogą w dokładnym obrazowaniu dużych połaci nocnego nieba, które ułatwią zobaczenie bardziej starożytnych części kosmosu.

WIĘCEJ: Największy na świecie aparat cyfrowy jest już prawie gotowy, aby cofnąć się w czasie