Tutkimuksen toinen kirjoittaja Carlos Frenk, Ogdenin perusfysiikan professori Laskennallisen instituutin instituutissa
Suurin osa maailmankaikkeuden aineesta on pimeää (forlukuun ottamatta gammasäteilyä, jota ne lähettävät poikkeuksellisissa olosuhteissa) ja se on luonteeltaan täysin erilainen kuin aine, josta tähdet, planeetat ja jopa ihmiset on tehty.
Maailmankaikkeus on noin 27% pimeääasia, ja loput koostuu pääosin yhtä salaperäisestä pimeästä energiasta. Tavalliset aineet, kuten planeetat ja tähdet, muodostavat suhteellisen pienen 5% maailmankaikkeudesta.
Heijastettu pimeän aineen tiheysluotu simulaatiolla, joka mittaa 2,4 miljardia valovuotta kummallakin puolella. Sisäkkäinen neliö (alhaalla vasemmalla) on mallin syvin suurennus, vain 783 valovuotta, 500 kertaa aurinkokunnan koko. Lisätyssä neliössä pienimmillä selvästi näkyvillä pimeän aineen haloilla on massa, joka on verrattavissa Maan massaan (0,000003 aurinkomassaa). Luotto: Tohtori Sonak Bose, Harvardin yliopiston astrofysiikan keskus.
Galaksit muodostuivat ja kasvoivat kaasun muodostuessajäähdytetty ja tiivistynyt tämän pimeän aineen - niin kutsuttujen pimeän aineen halojen - keskellä. Tähtitieteilijät voivat päätellä suurten pimeän aineen halojen rakenteen galaksien ominaisuuksista ja niiden sisällä olevasta kaasusta.
Suurimmat halot sisältävät valtavia klustereitasatoja kirkkaita galakseja, jotka painavat 1000 biljoonaa kertaa enemmän kuin Aurinko. Tutkijoilla ei ole kuitenkaan suoraa tietoa pienemmistä pimeän aineen haloista, jotka ovat liian pieniä sisältämään galaksia. Niitä voidaan tutkia vain simuloimalla maailmankaikkeuden evoluutiota suurella supertietokoneella.
Ennustettu pimeän aineen tiheyskartta,luotu simulaatiolla ja mittaamalla 2,4 miljardia valovuotta kummallakin puolella. . Keskimmäisen neliön (ylhäällä oikealla) halkaisija on hieman alle miljoona valovuotta. Pienin neliö (alas vasemmalla) — se on syvin suurennus: se on vain 783 valovuotta halkaisijaltaan, 500 kertaa aurinkokunnan koko. Välineliössä (ylhäällä oikealla) suurimmat pimeän aineen halot ovat massaltaan samankaltaisia kuin rikkaalla galaksijoukolla (miljoona biljoona kertaa Auringon massa). Pienimmässä neliössä (oikealla) pienimpien selvästi näkyvien halojen massa on verrattavissa Maan massaan (0,000003 Auringon massa). Luotto: Tri. Sonak Bose, Center for Astrophysics, Harvard University.
Pienimmän uskotaan olevan saman massan kuin maapallon, nykyisen pimeää ainetta koskevan populaaritieteellisen teorian mukaan, jotka ovat uuden tutkimuksen ytimessä.
Mallinnus suoritettiin käyttäensupertietokoneen kosmologiakone, osa DurHamin DiRAC: n suurteholaskentajärjestelmää, jonka rahoittaa Science and Technology Council (STFC), ja Kiinan tiedeakatemian tietokoneet.
Laajentamalla virtuaalimaailmaa tällaisilla mikroskooppisilla yksityiskohdilla tutkijat pystyivät tutkimaan pimeän aineen halojen rakennetta, joiden massa vaihtelee maasta suureen galaksiryhmään.
Taiteilijan käsitys maailmankaikkeuden eri massojen tumman aineen haloista. Luotto: Yu Jingchuan, Pekingin planetaario
Yllätyksekseen he havaitsivat, että kaikkien halotkoot ovat hyvin samanlaisen sisäisen rakenteen ja ovat keskellä erittäin tiheitä, yleistyviä, ja pienemmät kokkareet kiertävät ulommilla alueilla. Tutkijoiden mukaan ilman mitta-asteikkoa oli melkein mahdotonta erottaa kuvaa tumman aineen halosta massiivisessa galaksissa halosta, jonka massa on murto-osa auringosta.
Odotamme pieniä pimeän aineen halojatulee olemaan erittäin runsas, ne sisältävät merkittävän osan kaikesta universumin pimeästä aineesta, mutta ne pysyvät enimmäkseen pimeinä läpi kosmisen historian, koska tähdet ja galaksit kasvavat vain haloissa, jotka ovat yli miljoona kertaa Aurinkoa massiivisempia.
Professori Simon White Max Planckin astrofysiikan instituutista, Saksa
"Tutkimuksemme valottaa näitä pieniä haloja, kun pyrimme oppimaan lisää siitä, mikä pimeä aine on ja mikä rooli sillä on maailmankaikkeuden evoluutiossa", tutkijat päättelevät.
Lue myös
Andromedan halo lähestyy galaksiamme. Kerromme miksi se on tärkeää
Koronaviruksen oireet lapsilla. Mihin sinun tulisi kiinnittää huomiota?
Ainutlaatuinen molekyyli, joka on kehitetty varastoimaan aurinkoenergiaa