Vaikuttaa siltä, että tumma aine on tarttunut galakseihin erittäin kauan. Useimmissa 10 miljardia vuotta sitten olemassa olleissa galakseissa oli suunnilleen yhtä paljon tummaa ainetta kuin nykyään, mikä on ristiriidassa aikaisempien tutkimusten kanssa, joiden mukaan varhaisessa maailmankaikkeudessa galaksien ympärillä oli vähemmän tummaa ainetta.
"Pimeää ainetta oli yhtä kauan tähtien muodostavissa galakseissa kaukaisessa menneisyydessä kuin nykyään,"sanoi Alfred Tiley, Englannin Durhamin yliopiston tähtitieteilijä ja uuden tutkimuksen pääkirjailija. Tutkimus lähetettiin äskettäin Royal Astronomical Society: n Monthly Notices -lehteen, ja se julkaistiin 16. marraskuuta arXiv: n preprint-lehdessä." Se ei ollut ' t täydellinen yllätys, mutta todellisuudessa emme tienneet, vastaako havainnoitu todellisuus teoriassa esitettyjen odotusten kanssa. "
Tumma aine on noin 85 prosenttia tunnetun maailmankaikkeuden kokonaismassasta, mutta salaperäinen aine ei ole vuorovaikutuksessa valon kanssa, joten tutkijat jättävät pimeään sen tarkan luonteen. Joten sen katselemisen sijaan, tähtitieteilijöiden on luottava tumman aineen painovoimavetoon normaaliasiassa, jota kutsutaan baryoniseksi aineeksi, joka muodostaa tähdet, tyhjiöt ja planeetat, joita näemme yötaivaalla, samoin kuin kaikki puut, kivet ja ihmiset maan päällä.
Pimeällä aineella on taipumus tarttua haloihin galaksien ympärillä; tähtitieteilijät löysivät tämän mittaamalla kuinka nopeasti galaksit pyörivät. Newtonin painovoimalain mukaan galaktien laitamilla olevien tähtiä tulisi pyöriä paljon hitaammin kuin keskellä olevia. Mutta 1960-luvulla tähtitieteilijät löysivät Linnunradan reunalta nopeita esikaupunkitähtiä, jotka vihjasivat ylimääräiseen aineeseen, joka piiloutui näiden tähtiä galaktisten kiertoratojen ulkopuolelle.
Sittemmin tutkimuksissa on mitattu tuhansia kiertonopeuksia maailmankaikkeudessa, mikä vahvistaa näiden pimeän aineen halogeenien esiintymisen.
Uudessa tutkimuksessa tutkijat käyttivät tietoja kahdesta 1500 tähtiä muodostavasta galaksista tehdystä tutkimuksesta laskeakseen 10 miljardin vuoden takaisten galaksien pyörimisnopeudet. Galaktisen pyörimisen tarkka mittaus kosmisessa menneisyydessä on vaikeaa, koska nämä muinaiset galaksit ovat uskomattoman kaukana ja heikot. Joten tutkijat arvioivat keskiarvon ryhmittelemällä galaksit etäisyyden perusteella ja yhdistämällä sitten valonsa.
"Arviomme tumman aineen määrästä galakseissa on koko väestön keskiarvo jokaisella aikakaudella", Tiley kertoi Live Science: lle. "Pimeän aineen määrä yksittäisissä galakseissa voi vaihdella merkittävästi."
Galaktien massan ja tiheyden huomioon ottaen tutkijat löysivät melkein vastaavat määrät tummaa ainetta galakseissa, joita oli olemassa kauan sitten kosmisessa menneisyydessämme, kuin paikallisen maailmankaikkeuden galakseja.
Mutta kaikki eivät ole täysin vakuuttuneita. Tulokset ovat ristiriidassa aikaisempien tutkimusten kanssa, joissa todettiin, että varhaisessa universumissa sijaitsevissa galakseissa oli vähemmän tummaa ainetta kuin nuoremmissa galakseissa. Näissä tutkimuksissa tarkasteltiin paljon massiivisempia yksittäisiä galakseja ja käytettiin erilaista mallia päätelläkseen tumman aineen määrää.
"käyttää vain yhtä neljästä itsenäisestä lähestymistavasta, joita olimme käyttäneet päätelmämme tekemiseen", Reinhard Genzel, yhden aikaisempien tutkimusten pääkirjailija ja tähtitieteilijä Max Planckin Maan ulkopuolisen fysiikan instituutissa Garchingissa, Saksassa, kertoi Live Science: lle.
Tiley havaitsi, että hänen tiiminsä tulokset olivat suuresti riippuvaisia käyttämästään mallista. Viime kädessä hän päätti käyttää mallia, jonka hän ja hänen kollegansa havaitsivat edustavammaksi pienmassallisissa galakseissa, joiden tutkijoiden mielestä varhaisessa vaiheessa oli hallitseva.
Tietokonesimulaatiot viittaavat siihen, että hyvin suuren massan galaksit, kuten Genzelin tutkimat, ovat harvinaisia kaukaisessa universumissa. "Vaikuttaa siltä, että tulokset pätevät erittäin massiivisiin galakseihin tällä kaukaisella aikakaudella, mutta ne eivät välttämättä edusta edustavia galakseja, joiden tähtimassat ovat suhteellisen alhaiset, kuten sellaisia, joita tutkimme työssämme", Tiley kertoi Live Science: lle.
Uudet tulokset vastaavat sitä, mitä voidaan odottaa vallitsevalta "lambda kylmä pimeä" -aihemallilta, joka kuvaa universumiamme. Tämä malli selittää kuinka maailmankaikkeus on rakennettu ja miksi se laajenee yhä nopeammin.
