Studie medforfatter Carlos Frenk, en Ogden-professor i fundamental fysik ved Institute for Computational
Det meste af sagen i universet er mørk (foreksklusive gammastråling, som de udsender under ekstraordinære omstændigheder) og er helt forskellig i naturen fra det stof, som stjerner, planeter og endda mennesker er fremstillet af.
Universet er omkring 27% mørktmaterie, og resten består hovedsagelig af den lige så mystiske mørke energi. Almindeligt stof som planeter og stjerner udgør relativt små 5% af universet.
Projiceret kort over mørk stofdensitet,skabt ved simulation, der måler 2,4 milliarder lysår på hver side. Den indlejrede firkant (nederst til venstre) er den dybeste forstørrelse i modellen på kun 783 lysår på tværs, 500 gange størrelsen af solsystemet. På den indsatte firkant har de mindste tydeligt synlige mørke stofhaloer en masse, der kan sammenlignes med jordens (0,000003 solmasser). Kredit: Dr. Sonak Bose, Center for Astrofysik, Harvard University.
Galakser dannedes og voksede, når der kom gasafkølet og kondenseret i midten af store klumper af dette mørke stof - de såkaldte haloer af mørkt stof. Astronomer kan udlede strukturen af store mørke stofhaloer fra galaksernes egenskaber og gassen inde i dem.
De største glorier indeholder store klyngerhundreder af lyse galakser, der vejer 1.000 billioner gange mere end vores sol. Forskere har imidlertid ingen direkte information om mindre haloer af mørkt stof, som er for små til at indeholde galaksen. De kan kun studeres ved at simulere universets udvikling på en stor supercomputer.
Projekteret mørkt stof tæthedskort,skabt ved simulering, der måler 2,4 milliarder lysår på hver side. . Den midterste firkant (øverst til højre) har en diameter på lige under en million lysår. Mindste firkant (nederst til venstre) — det er den dybeste forstørrelse: den er kun 783 lysår på tværs, 500 gange størrelsen af solsystemet. I den mellemliggende firkant (øverst til højre) har de største glorier af mørkt stof en masse svarende til massen af en rig galaksehob (en million billioner gange Solens masse). I den mindste firkant (nederst til højre) har de mindste klart synlige glorier en masse, der kan sammenlignes med Jordens masse (0,000003 Solens masse). Kredit: Dr. Sonak Bose, Center for Astrofysik, Harvard University.
Den mindste menes at have den samme masse som Jorden ifølge de nuværende populærvidenskabelige teorier om mørkt stof, som er kernen i den nye undersøgelse.
Modellering blev udført ved hjælp afsupercomputer Cosmology Machine, en del af DiRAC højtydende computersystem i Durham, finansieret af Science and Technology Council (STFC) og computere fra det kinesiske videnskabsakademi.
Ved at udvide det virtuelle univers med sådanne mikroskopiske detaljer var forskerne i stand til at studere strukturen af mørke materiehaloer, hvis masser spænder fra jorden til en stor klynge af galakser.
Kunstnerens indtryk af glorierne af mørkt stof fra forskellige masser i universet. Kredit: Yu Jingchuan, Beijing Planetarium
Til deres overraskelse fandt de, at glorierne for allestørrelser har en meget lignende indre struktur og er ekstremt tæt i midten og bliver mere almindelige med mindre klumper, der kredser i de ydre regioner. Forskerne sagde, at det uden en måleskala var næsten umuligt at skelne mellem et billede af et mørke stof-glorie i en massiv galakse og en glorie med en masse, der er en brøkdel af solen.
Vi forventer små glorier af mørkt stofvil være ekstremt rigelige, vil de indeholde en betydelig del af alt det mørke stof i universet, men de vil for det meste forblive mørke gennem den kosmiske historie, fordi stjerner og galakser kun vokser i glorier, der er mere end en million gange mere massive end Solen.
Professor Simon White fra Max Planck Institute for Astrophysics, Tyskland
”Vores forskning kaster lys over disse små glorier, når vi bestræber os på at lære mere om, hvad mørkt stof er, og hvilken rolle det spiller i universets udvikling,” konkluderer forskerne.
Læs også
Andromedahaloen nærmer sig vores galakse. Vi fortæller dig, hvorfor det er vigtigt
Symptomer på coronavirus hos børn. Hvad du skal være opmærksom på?
Unikt molekyle udviklet til at lagre solenergi