Opublikowano właśnie pierwsze wyniki dużego przeglądu ciemnej materii na niebie południowym wykonanego za pomocą… należącego do ESO VLT Survey Telescope (VST) w Obserwatorium Paranal w Chile. Przegląd VST KiDS umożliwi astronomom dokonanie precyzyjnych pomiarów ciemnej materii, struktury halo galaktycznego oraz ewolucji galaktyk i gromad galaktyk. Pierwsze wyniki KiDS wskazują, że cechy obserwowanych galaktyk określane są przez otaczające je niewidoczne, ogromne zagęszczenia ciemnej materii.
Ponad 85 % materii we Wszechświecie to materia ciemna, której naturę starają się poznać fizycy. Mimo, że nie świeci ani nie pochłania światła, astronomowie mogą ją wykryć poprzez jej wpływ na gwiazdy i galaktyki, zwłaszcza poprzez jej oddziaływanie grawitacyjne. Ogromny projekt wykorzystujący silne teleskopy ESO rzuca teraz więcej światła na związek między tajemniczą ciemną materią, a jasnymi galaktykami, które możemy obserwować bezpośrednio.
Projekt nazwany Kilo-Degree Survey (KiDS) prowadzony jest za pomocą teleskopu VLT Survey Telescope i jego ogromnego detektora – OmegaCAM. Umieszczony w Obserwatorium Paranal w Chile teleskop przeznaczony jest do przeglądow nieba w pasmie widzialnym – i uzupełniany jest danym w pasmie podczerwonym wykonanymi przez teleskop VISTA. Jednym z głównych celów VST jest wykonanie mapy ciemnej materii i wykorzystanie jej do zrozumienia tajemniczej ciemnej energii, która odpowiedzialna jest za przyspieszanie rozszerzania się Wszechświata.
Najlepszym sposobem odnajdywania ciemnej materii jest poszukiwanie jej przez soczewkowanie grawitacyjne – rozmycie tkanki Wszechświata przez grawitację, która zagina światło odległych galaktyk znajdujących się daleko za ciemną materią. Poprzez badanie tego efektu możliwe jest wykonanie map miejsc, w których grawitacja jest najsilniejsza, a tym samym znajduje się tam dużo materii – włącznie z ciemną materią.
Międzynarodowy zespół naukowców KiDS prowadzony przez Koena Kuijkena z Obserwatorium w Lejdzie (Holandia) wykorzystał to podejście do analizowania obrazów ponad dwóch milionów galaktyk znajdujących się średnio 5,5 miliarda lat świetlnych od Ziemi. Naukowcy badali zniekształcenie światła emitowanego przez te galaktyki, które zakrzywia się przechodząc przez masywne zagęszczenia ciemnej materii na drodze między galaktyką a Ziemią.
Pierwszy wyniki obejmują zaledwie 7% całego obszaru przeglądu i koncentrują się na mapowaniu rozkładu ciemnej materii w grupach galaktyk. Większość galaktyk znajduje się w grupach – włącznie z Drogą Mleczną, która jest częścią Lokalnej Grupy – i zrozumienie zawartej w nich ciemnej materii będzie kluczowym testem całej teorii formowania się galaktyk w kosmiczne sieci. Dzięki efektowi soczewkowania grawitacyjnego, te grupy wydają się zawierać ponad 30 razy więcej ciemnej niż widzialnej materii.
„Co ciekawe najjaśniejsze galaktyki prawie zawsze znajdują się w środku zagęszczenia ciemnej materii,” mówi Massimo Viola, główny autor jedno z artykułów.
„Przewidywania teorii formowania się galaktyk, w których galaktyk są wciągane w grupy i skupiają się w jej środku, nigdy wcześniej nie zostały tak wyraźnie zaobserwowane jak w trakcie naszych obserwacji,” dodaje Koen Kuijken.
Nowe wyniki stanowią dopiero początek dużego programy wykorzystywania obszernych zestawów danych pochodzących z teleskopów przeglądowych, a które dane są teraz udostępniane naukowcom na całym świecie w ramach archiwum ESO.
Badania KiDS pozwolą nam poprawić nasze rozumienie ciemnej materii. Możliwość zrozumienia ciemnej materii i jej wpływu stanowiłoby istotny przełom w świecie fizyki.
Źródło: Obserwatorium w Lejdzie / ESO