Taiteilijan vaikutelma kahdesta törmäävästä galaksista. Kuvan luotto: ESO Klikkaa suuremmaksi
Tumma aine on salaperäinen aine, jonka näyttää olevan 25% maailmankaikkeuden massasta. Eurooppalaiset tähtitieteilijät ovat mitanneet tumman aineen määrän useissa galakseissa ja havainneet, että suuri osa niistä on epätasapainossa; heidän sisäiset liikkeet ovat hyvin häiriintyneitä. Tämä tarkoittaa, että monet galaksit - jopa 40% - ovat viime aikoina käyneet läpi fuusioita tai lähellä törmäyksiä.
Tutkiessaan useita kymmeniä kaukaisia galakseja, kansainvälinen tähtitieteilijäryhmä havaitsi, että galakseissa oli sama määrä tummaa ainetta tähdeihin nähden 6 miljardia vuotta sitten kuin nyt. Jos se vahvistetaan, tämä ehdottaa paljon lähempää vuorovaikutusta tumman ja normaalin aineen välillä kuin aiemmin uskottiin. Tutkijat havaitsivat myös, että jopa 4 kymmenestä galaksista on epätasapainossa. Nämä tulokset avasivat uuden valon galaksien muodostumisen ja kehittymisen suhteen, koska maailmankaikkeus oli vain puolet nykyisestä iästään.
"Tämä voi tarkoittaa, että törmäykset ja sulautumiset ovat tärkeitä galaksien muodostumisessa ja kehittymisessä", sanoi Francois Hammer, Pariisin observatorio, Ranska, ja yksi ryhmän johtajista.
Tutkijat olivat kiinnostuneita selvittämään, kuinka kaukana olevat galaksit - niin nähdään kuin ne olivat, kun maailmankaikkeus oli nuorempi - kehittyivät läheisiksi. Erityisesti he halusivat tutkia tumman aineen merkitystä galakseissa.
"Tumma aine, joka koostuu noin 25% maailmankaikkeudesta, on yksinkertainen sana kuvaamaan jotain, jota emme todella ymmärrä", sanoi Hector Flores, apulaisjohtaja. "Kun tarkastelemme kuinka galaksi pyörii, tiedämme, että tumman aineen on oltava läsnä, koska muuten nämä jättiläismäiset rakenteet vain liukenevat."
Läheisissä galakseissa ja omassa Linnun tiessämme tämän asian suhteen, tähtitieteilijät ovat havainneet, että tumman aineen määrän ja tavallisten tähtien välillä on yhteys: jokaisessa tähtiä kohti olevassa materiaalikilossa on noin 30 kilogrammaa tummaa ainetta. Mutta pitääkö tämä pimeän ja tavallisen aineen välinen suhde edelleen maailmankaikkeuden menneisyydessä?
Tämä vaati nopeuden mittaamista etäisten galaksien eri osissa, melko hankala kokeilu: aiemmat mittaukset eivät todellakaan kyenneet koettamaan näitä galakseja riittävän yksityiskohtaisesti, koska niiden oli valittava yksi rako, ts. Yksi suunta galaksin poikki.
Asiat muuttuivat, kun saatavana oli moniobjektinen GIRAFFE -spektrografi, joka on nyt asennettu ESOn erittäin suuren teleskoopin (VLT) 8,2 m: n Kueyen-teleskooppiin Paranal Observatoryssa (Chile).
Yhdessä tilassa, joka tunnetaan nimellä "kolmiulotteinen spektroskopia" tai "integroitu kenttä", tämä instrumentti voi saada samanaikaiset spektrit pienemmille alueille laajennettuja esineitä, kuten galakseja tai sumua. Tätä varten 15 siirrettävää kuitukimppua, ns. Integroidut kenttäyksiköt (IFU), vrt. ESO PR 01/02, käytetään huolellisten mittausten tekemiseen etäisistä galakseista. Jokainen IFU on mikroskooppinen, huipputekninen kaksiulotteinen linssijärjestelmä, jonka aukko taivaalla on 3 x 2 kaarisekuntia2. Se on kuin hyönteisen silmä, jossa on kaksikymmentä mikrolinssiä yhdistettynä optisilla kuiduilla, jotka johtavat kentän jokaiseen kohtaan tallennetun valon spektrografin tuloväliin.
"ESO: n VLT: ssä oleva GIRAFFE on ainoa instrumentti maailmassa, joka pystyy analysoimaan samanaikaisesti 15 galaksista tulevaa valoa, joka kattaa näkökentän, joka on melkein yhtä suuri kuin täysikuu", sanoi Mathieu Puech, yhden kirjoituksen esittelevän tutkimuksen pääkirjailija. tuloksiin. "Jokainen tässä tilassa havaittu galaksi on jaettu jatkuviin pienempiin alueisiin, joilla spektrit saadaan samanaikaisesti."
Astronomit käyttivät GIRAFFE: tä mittaamaan useiden kymmenien etäisten galaksien nopeuskenttiä, mikä johti yllättävään havaintoon, että jopa 40% etäisistä galakseista oli “epätasapainossa” - niiden sisäiset liikkeet olivat hyvin häiriintyneitä - mahdollinen merkki siitä, että ne ovat näyttää edelleen galaksien välisten törmäysten jälkimainingeja.
Kun he rajoittuivat vain galakseihin, jotka ovat ilmeisesti saavuttaneet tasapainon, tutkijat havaitsivat, että tumman aineen ja tähtien sisällön välinen suhde ei näyttänyt kehittyneen viimeisen kuuden miljardin vuoden aikana.
Hienon spektrresoluutionsa ansiosta GIRAFFE mahdollistaa myös ensimmäistä kertaa tutkia kaasun jakautumista sen tiheyden funktiona sellaisissa kaukaisissa galakseissa. Näyttävin tulokset paljastavat mahdollisen kaasun ja energian poistumisen, joka johtuu voimakkaasta tähtien muodostumisesta galaksissa ja erittäin kuuman kaasun jättiläisestä alueesta (HII-alue) galaksissa tasapainotilassa, joka tuottaa monia tähtiä.
"Tällaista tekniikkaa voidaan laajentaa niin, että saadaan karttoja monista fysikaalisista ja kemiallisista ominaisuuksista kaukaisissa galakseissa, jotta voimme tutkia yksityiskohtaisesti, kuinka he kokoonpanivat massansa koko elämänsä ajan", sanoi Francois Hammer. "Monessa suhteessa GIRAFFE ja sen moniosainen kenttätila antavat meille ensimmäisen maun siitä, mitä tulevaisuuden erittäin suurilla kaukoputkilla saavutetaan."
Alkuperäinen lähde: ESO-lehdistötiedote
