Ο συν-συγγραφέας της μελέτης Carlos Frenk, καθηγητής θεμελιώδους φυσικής στο Ogden στο Ινστιτούτο Υπολογιστικής
Το μεγαλύτερο μέρος της ύλης στο Σύμπαν είναι σκοτεινό (γιαεξαιρουμένης της ακτινοβολίας γάμμα, την οποία εκπέμπουν σε εξαιρετικές περιστάσεις) και είναι εντελώς διαφορετικής φύσης από την ουσία της οποίας δημιουργούνται αστέρια, πλανήτες, ακόμη και άνθρωποι.
Το σύμπαν είναι περίπου 27% σκοτεινόύλη, και τα υπόλοιπα αποτελούνται κυρίως από την εξίσου μυστηριώδη σκοτεινή ενέργεια. Η συνηθισμένη ύλη όπως οι πλανήτες και τα αστέρια αποτελούν ένα σχετικά μικρό 5% του σύμπαντος.
Προβλεπόμενος χάρτης πυκνότητας σκοτεινής ύλης,προσομοίωση, που μετρά 2,4 δισεκατομμύρια έτη φωτός σε κάθε πλευρά. Το ένθετο τετράγωνο (κάτω αριστερά) είναι η βαθύτερη μεγέθυνση του μοντέλου, με μόλις 783 έτη φωτός, 500 φορές το μέγεθος του ηλιακού συστήματος. Στο τετράγωνο που έχει εισαχθεί, τα μικρότερα σαφώς ορατά φωτοστέφανα σκοτεινής ύλης έχουν μάζα συγκρίσιμη με εκείνη της Γης (0,000003 ηλιακές μάζες). Πίστωση: Δρ Sonak Bose, Κέντρο Αστροφυσικής, Πανεπιστήμιο του Χάρβαρντ.
Οι γαλαξίες σχηματίστηκαν και αναπτύχθηκαν όταν το αέριοψύχεται και συμπυκνώνεται στο κέντρο τεράστιων συστάδων αυτής της σκοτεινής ύλης - των λεγόμενων φωτοστέφανα της σκοτεινής ύλης. Οι αστρονόμοι μπορούν να συμπεράνουν τη δομή των μεγάλων φωτοστέφανων της σκοτεινής ύλης από τις ιδιότητες των γαλαξιών και το αέριο μέσα τους.
Τα μεγαλύτερα φωτοστέφανα περιέχουν τεράστιες συστάδεςεκατοντάδες λαμπερούς γαλαξίες που ζυγίζουν 1.000 τρισεκατομμύρια φορές περισσότερο από τον Ήλιο μας. Ωστόσο, οι επιστήμονες δεν έχουν άμεσες πληροφορίες για μικρότερα φωτοστέφανα σκοτεινής ύλης, τα οποία είναι πολύ μικρά για να περιέχουν τον γαλαξία. Μπορούν να μελετηθούν μόνο προσομοιώνοντας την εξέλιξη του σύμπαντος σε έναν μεγάλο υπερυπολογιστή.
Προβλεπόμενος χάρτης πυκνότητας σκοτεινής ύλης,δημιουργήθηκε με προσομοίωση, μετρώντας 2,4 δισεκατομμύρια έτη φωτός σε κάθε πλευρά. . Το μεσαίο τετράγωνο (πάνω δεξιά) έχει διάμετρο λίγο λιγότερο από ένα εκατομμύριο έτη φωτός. Το μικρότερο τετράγωνο (κάτω αριστερά) — είναι η βαθύτερη μεγέθυνση: έχει διάμετρο μόνο 783 έτη φωτός, 500 φορές το μέγεθος του ηλιακού συστήματος. Στο ενδιάμεσο τετράγωνο (πάνω δεξιά), τα μεγαλύτερα φωτοστέφανα της σκοτεινής ύλης έχουν μάζα παρόμοια με αυτή ενός πλούσιου σμήνος γαλαξιών (ένα εκατομμύριο τρισεκατομμύρια φορές τη μάζα του Ήλιου). Στο μικρότερο τετράγωνο (κάτω δεξιά), τα μικρότερα ευδιάκριτα φωτοστέφανα έχουν μάζα συγκρίσιμη με αυτή της Γης (0,000003 η μάζα του Ήλιου). Πιστώσεις: Δρ. Sonak Bose, Κέντρο Αστροφυσικής, Πανεπιστήμιο Χάρβαρντ.
Οι μικρότεροι πιστεύεται ότι έχουν την ίδια μάζα με τη Γη, σύμφωνα με τις τρέχουσες δημοφιλείς επιστημονικές θεωρίες για τη σκοτεινή ύλη, οι οποίες βρίσκονται στο επίκεντρο της νέας μελέτης.
Η μοντελοποίηση πραγματοποιήθηκε χρησιμοποιώνταςη μηχανή κοσμικής υπερυπολογιστών, μέρος του υπολογιστικού συστήματος υψηλής απόδοσης DiRAC στο Durham, χρηματοδοτούμενη από το Συμβούλιο Επιστήμης και Τεχνολογίας (STFC) και υπολογιστές από την Κινεζική Ακαδημία Επιστημών.
Με τη διεύρυνση του εικονικού σύμπαντος με τέτοιες μικροσκοπικές λεπτομέρειες, οι ερευνητές μπόρεσαν να μελετήσουν τη δομή των φωτοστέφανων της σκοτεινής ύλης, των οποίων οι μάζες κυμαίνονται από τη Γη έως ένα μεγάλο σύμπλεγμα γαλαξιών.
Η εντύπωση του καλλιτέχνη για τα φωτοστέφανα της σκοτεινής ύλης διαφόρων μαζών στο Σύμπαν. Πίστωση: Yu Jingchuan, Πλανητάριο του Πεκίνου
Προς έκπληξή τους, βρήκαν ότι τα φωτοστέφανα όλωντα μεγέθη έχουν πολύ παρόμοια εσωτερική δομή και είναι εξαιρετικά πυκνά στο κέντρο, καθίστανται πιο κοινά, με μικρότερες συστάδες σε τροχιά γύρω από τις εξωτερικές περιοχές. Οι ερευνητές είπαν ότι χωρίς μια κλίμακα μέτρησης, ήταν σχεδόν αδύνατο να διακρίνουμε μια εικόνα ενός φωτοστέφανου με σκοτεινή ύλη σε έναν τεράστιο γαλαξία από έναν φωτοστέφανο με μια μάζα που είναι ένα κλάσμα του ήλιου.
Αναμένουμε μικρά φωτοστέφανα της σκοτεινής ύληςθα είναι εξαιρετικά άφθονα, θα περιέχουν ένα σημαντικό μέρος όλης της σκοτεινής ύλης στο Σύμπαν, αλλά ως επί το πλείστον θα παραμείνουν σκοτεινά σε όλη την κοσμική ιστορία, επειδή τα αστέρια και οι γαλαξίες αναπτύσσονται μόνο σε φωτοστέφανα που έχουν μεγαλύτερη από ένα εκατομμύριο φορές μεγαλύτερη μάζα από τον Ήλιο.
Ο καθηγητής Simon White του Ινστιτούτου Max Planck για την Αστροφυσική, Γερμανία
«Η έρευνά μας ρίχνει φως σε αυτά τα μικρά φωτοστέφανα καθώς προσπαθούμε να μάθουμε περισσότερα για το τι είναι η σκοτεινή ύλη και τι ρόλο παίζει στην εξέλιξη του σύμπαντος», καταλήγουν οι επιστήμονες.
Διαβάστε επίσης
Το φωτοστέφανο της Ανδρομέδας πλησιάζει τον γαλαξία μας. Σας λέμε γιατί είναι σημαντικό
Συμπτώματα κοροναϊού σε παιδιά. Σε τι πρέπει να προσέξετε;
Μοναδικό μόριο που αναπτύχθηκε για την αποθήκευση της ηλιακής ενέργειας