研究の共著者であるカルロス・フレンク氏(計算研究所のオグデン基礎物理学教授)
宇宙の問題のほとんどは暗いです(それらが例外的な状況で放出するガンマ線を除く)そして星、惑星、そして人間さえもが作っている物質とは性質が完全に異なります。
宇宙は約27%暗い残りはほとんど同じくらい神秘的な暗黒エネルギーで構成されています。惑星や星などの通常の物質は、宇宙の比較的小さな5%を占めています。
投影された暗黒物質密度マップ、シミュレーションによって作成され、両側で24億光年を測定しました。入れ子にされた正方形(左下)は、モデル内で最も深い倍率で、直径783光年で、太陽系のサイズの500倍です。挿入された正方形では、はっきりと見える最小の暗黒物質ハローの質量は、地球の質量(0.000003太陽質量)に匹敵します。クレジット:Dr. Sonak Bose、Center for Astrophysics、Harvard University
ガスが発生すると銀河が形成され、成長しましたこの暗黒物質の巨大な塊の中心で冷却され、凝縮された-いわゆる暗黒物質ハロー。天文学者は銀河とその中のガスの特性から大きな暗黒物質ハローの構造を推測できます。
最大のハローには巨大なクラスターが含まれています何百もの明るい銀河が太陽の1,000兆倍の重さがあります。しかし、科学者たちは銀河を含むには小さすぎる小さな暗黒物質ハローに関する直接的な情報を持っていません。それらは、大規模なスーパーコンピューターで宇宙の進化をシミュレーションすることによってのみ研究できます。
投影された暗黒物質密度マップ、シミュレーションによって作成され、各辺の寸法は 24 億光年です。 。中央の四角形 (右上) の直径は 100 万光年弱です。最小の正方形 (左下) —これは最も深い倍率であり、直径はわずか 783 光年で、太陽系の 500 倍の大きさです。中間の四角形 (右上) では、最大の暗黒物質ハローは、豊富な銀河団の質量と同様の質量 (太陽の質量の 100 万兆倍) を持っています。最小の正方形 (右下) では、はっきりと見える最小のハローは、地球の質量 (太陽の質量の 0.000003) に匹敵する質量を持っています。クレジット: ハーバード大学天体物理学センター、Sonak Bose 博士。
新しい研究の中心にある暗黒物質に関する現在の人気のある科学理論によれば、最小のものは地球と同じ質量を持っていると信じられています。
モデリングは、科学技術委員会(STFC)から資金提供を受けたダーラムのDiRAC高性能コンピューティングシステムの一部であるスーパーコンピューターCosmology Machine、および中国科学院のコンピューター。
そのような微視的な詳細で仮想宇宙を拡大することにより、研究者は、質量が地球から銀河の大きなクラスターに及ぶ暗黒物質ハローの構造を研究することができました。
宇宙のさまざまな質量の暗黒物質のハローに対するアーティストの印象。クレジット:Yu Jingchuan、Beijing Planetarium
驚いたことに、彼らはすべてのハローがサイズは非常に類似した内部構造を持ち、中心部では非常に密集しており、より一般的になり、外側の領域では小さな塊が周回しています。研究者たちは、測定スケールがないと、巨大な銀河の暗黒物質ハローの画像を、太陽の一部である質量のハローから区別することはほぼ不可能であると述べました。
私たちは小さな暗黒物質のハローを期待していますそれらは非常に豊富であり、宇宙のすべての暗黒物質のかなりの部分を含むでしょうが、星や銀河は太陽の100万倍以上の質量を持つハローの中でのみ成長するため、宇宙の歴史を通じてほとんどが暗いままです。
マックス・プランク宇宙物理学研究所のサイモン・ホワイト教授
「私たちの研究は、これらの小さなハローに光を当て、暗黒物質とは何か、そして宇宙の進化においてそれがどのような役割を果たしているのかについて詳しく調べようとしている」と科学者たちは結論付けている。
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