מחבר המחקר קרלוס פרנק, פרופסור אוגדן לפיזיקה בסיסית במכון לחישוב
רוב העניין ביקום הוא אפל (עבורלא כולל קרינת גמא, שהם פולטים בנסיבות יוצאות דופן) ושונה לחלוטין באופיו מהחומר ממנו עשויים כוכבים, כוכבי לכת ואפילו בני אדם.
היקום אפל בכ -27%חומר, והשאר מורכב בעיקר מהאנרגיה האפלה המסתורית לא פחות. חומר רגיל כמו כוכבי לכת וכוכבים מהווים 5% יחסית מהיקום.
מפת צפיפות חומר כהה מוקרנת,נוצר על ידי סימולציה, מדידה של 2.4 מיליארד שנות אור מכל צד. הריבוע המקונן (משמאל למטה) הוא ההגדלה העמוקה ביותר בדגם, רוחבה 783 שנות אור בלבד, פי 500 מגודל מערכת השמש. בריבוע שהוכנס, להילות החומר האפל הקטנות הנראות לעין יש מסה דומה לזו של כדור הארץ (0.000003 מסות שמש). קרדיט: ד"ר סונאק בוס, המרכז לאסטרופיזיקה, אוניברסיטת הרווארד.
גלקסיות נוצרו וצמחו כאשר גזמקורר ומתעבה במרכז גושים ענקיים של החומר האפל הזה - מה שמכונה הילות החומר האפל. אסטרונומים יכולים להסיק את המבנה של הילות חומר אפל גדולות מהתכונות של גלקסיות ומהגז שבתוכם.
ההילות הגדולות ביותר מכילות אשכולות ענקייםמאות גלקסיות בהירות ששוקלות פי 1000 טריליון יותר מהשמש שלנו. עם זאת, למדענים אין מידע ישיר על הילות חומר אפל קטנות יותר, שהן קטנות מכדי להכיל את הגלקסיה. ניתן ללמוד אותם רק על ידי הדמיית התפתחות היקום במחשב-על גדול.
מפת צפיפות החומר האפל מוקרן,נוצר על ידי סימולציה, מודדים 2.4 מיליארד שנות אור בכל צד. . לריבוע האמצעי (מימין למעלה) קוטר של קצת פחות ממיליון שנות אור. הריבוע הקטן ביותר (משמאל למטה) — זוהי ההגדלה העמוקה ביותר: קוטרו רק 783 שנות אור, פי 500 מגודלה של מערכת השמש. בריבוע הביניים (מימין למעלה), להילות החומר האפל הגדולות ביותר יש מסה דומה לזו של צביר גלקסיות עשיר (פי מיליון טריליון מסה של השמש). בריבוע הקטן ביותר (מימין למטה), להילות הקטנות ביותר הנראות בבירור יש מסה דומה לזו של כדור הארץ (0.000003 מסת השמש). קרדיט: ד"ר סונק בוס, המרכז לאסטרופיזיקה, אוניברסיטת הרווארד.
ההערכה היא כי הקטנים ביותר הם בעלי מסה זהה לזו של כדור הארץ, על פי תיאוריות המדע הפופולריות הנוכחיות אודות חומר אפל, העומדות בלב המחקר החדש.
הדוגמנות בוצעה באמצעותמכונת הקוסמולוגיה של מחשבי העל, חלק ממערכת המחשוב הביצועית הגבוהה של DiRAC בדורהאם, במימון מועצת המדע והטכנולוגיה (STFC) ומחשבים מהאקדמיה הסינית למדעים.
על ידי הגדלת היקום הווירטואלי בפרטים מיקרוסקופיים כאלה, הצליחו החוקרים לחקור את מבנה הילות החומר האפל, שהמסה שלו נעה בין כדור הארץ לאשכול גדול של גלקסיות.
התרשמותו של האמן מהילות החומר האפל של המונים שונים ביקום. קרדיט: יו ג'ינגצ'ואן, הפלנטריום של בייג'ינג
להפתעתם, הם גילו שההילות של כולםלגדלים מבנה פנימי דומה מאוד והם צפופים מאוד במרכזם, הופכים נפוצים יותר, כאשר גושים קטנים יותר מקיפים באזורים החיצוניים. החוקרים אמרו כי ללא סולם מדידה, כמעט בלתי אפשרי להבחין בין תמונה של הילה של חומר אפל בגלקסיה מסיבית לבין הילה עם מסה שהיא חלק מהשמש.
אנו מצפים להילות חומר אפל קטנותיהיו בשפע מאוד, הם יכילו חלק ניכר מכל החומר האפל ביקום, אבל הם יישארו בעיקר אפלים לאורך ההיסטוריה הקוסמית מכיוון שכוכבים וגלקסיות גדלים רק בהילות שהן מסיביות יותר מפי מיליון מהשמש.
פרופסור סיימון ווייט ממכון מקס פלאנק לאסטרופיזיקה, גרמניה
"המחקר שלנו שופך אור על הילות קטנות אלה כשאנו שואפים ללמוד יותר על מהו חומר אפל ואיזה תפקיד הוא ממלא באבולוציה של היקום," מסכמים המדענים.
קרא גם
הילה אנדרומדה מתקרב לגלקסיה שלנו. אנו אומרים לך מדוע זה חשוב
תסמינים של נגיף קורונה אצל ילדים. למה כדאי לשים לב?
מולקולה ייחודית שפותחה לאחסון אנרגיה סולארית