Współautor badania Carlos Frenk, profesor fizyki podstawowej w Ogden w Institute for Computational
Większość materii we Wszechświecie jest ciemna (npz wyjątkiem promieniowania gamma, które emitują w wyjątkowych okolicznościach) i ma zupełnie inny charakter od substancji, z której zbudowane są gwiazdy, planety, a nawet ludzie.
Wszechświat jest ciemny w około 27%materia, a reszta składa się głównie z równie tajemniczej ciemnej energii. Zwykła materia, taka jak planety i gwiazdy, stanowi stosunkowo małe 5% wszechświata.
Rzutowana mapa gęstości ciemnej materii,stworzony przez symulację, mierzący 2,4 miliarda lat świetlnych po każdej stronie. Zagnieżdżony kwadrat (na dole po lewej) to największe powiększenie w modelu, o średnicy zaledwie 783 lat świetlnych, 500 razy większym od Układu Słonecznego. We wstawionym kwadracie najmniejsze dobrze widoczne halo ciemnej materii mają masę porównywalną z masą Ziemi (0,000003 masy Słońca). Źródło: Dr Sonak Bose, Center for Astrophysics, Harvard University.
Galaktyki powstawały i rosły, gdy gazschłodzone i skondensowane w centrum ogromnych skupisk tej ciemnej materii - tak zwanych aureoli ciemnej materii. Astronomowie mogą wywnioskować strukturę dużych halo ciemnej materii na podstawie właściwości galaktyk i znajdującego się w nich gazu.
Największe aureole zawierają ogromne gromadysetki jasnych galaktyk, które ważą 1000 bilionów razy więcej niż Słońce. Jednak naukowcy nie mają bezpośrednich informacji na temat mniejszych halo ciemnej materii, które są zbyt małe, aby pomieścić galaktykę. Można je badać jedynie poprzez symulację ewolucji wszechświata na dużym superkomputerze.
Спроецированная карта плотности темной материи, созданная с помощью моделирования, измеряющая 2,4 миллиарда световых лет с каждой стороны. . Средний квадрат (вверху справа) имеет диаметр чуть менее миллиона световых лет. Самый маленький квадрат (внизу слева) — это самое глубокое увеличение: его всего 783 световых года в поперечнике, что в 500 раз больше солнечной системы. В промежуточном квадрате (вверху справа) самые большие гало темной материи имеют массу, аналогичную массе богатого скопления галактик (в миллион триллионов раз больше массы Солнца). В самом маленьком квадрате (внизу справа) самые маленькие четко видимые гало имеют массу, сопоставимую с массой Земли (0,000003 массы Солнца). Предоставлено: д-р Сонак Бозе, Центр астрофизики Гарвардского университета.
Uważa się, że najmniejsza ma taką samą masę jak Ziemia, zgodnie z aktualnymi popularno-naukowymi teoriami dotyczącymi ciemnej materii, które są sercem nowych badań.
Modelowanie wykonano za pomocąsuperkomputer Cosmology Machine, część wysokowydajnego systemu obliczeniowego DiRAC w Durham, finansowany przez Radę Nauki i Technologii (STFC) oraz komputery z Chińskiej Akademii Nauk.
Powiększając wirtualny wszechświat o takie mikroskopijne szczegóły, naukowcy byli w stanie zbadać strukturę halo ciemnej materii, których masy sięgają od Ziemi do dużej gromady galaktyk.
Wizja artysty przedstawiająca aureole ciemnej materii różnych mas we Wszechświecie. Źródło: Yu Jingchuan, Planetarium w Pekinie
Ku ich zdziwieniu stwierdzili, że to aureola wszystkichrozmiary mają bardzo podobną strukturę wewnętrzną i są niezwykle gęste w środku, stają się coraz bardziej powszechne, z mniejszymi skupiskami orbitującymi w obszarach zewnętrznych. Naukowcy stwierdzili, że bez skali pomiarowej prawie niemożliwe jest odróżnienie obrazu halo ciemnej materii w masywnej galaktyce od halo o masie stanowiącej ułamek Słońca.
Spodziewamy się małych aureoli ciemnej materiibędą niezwykle obfite, będą zawierać znaczną część całej ciemnej materii we Wszechświecie, ale w większości pozostaną ciemne przez całą historię kosmosu, ponieważ gwiazdy i galaktyki rosną tylko w halo, które są ponad milion razy masywniejsze od Słońca.
Profesor Simon White z Instytutu Astrofizyki im. Maxa Plancka w Niemczech
„Nasze badania rzucają światło na te małe aureole, ponieważ staramy się dowiedzieć więcej o tym, czym jest ciemna materia i jaką rolę odgrywa w ewolucji wszechświata” - podsumowują naukowcy.
Czytaj także
Halo Andromedy zbliża się do naszej galaktyki. Powiemy Ci, dlaczego jest to ważne
Objawy koronawirusa u dzieci. Na co powinieneś zwrócić uwagę?
Unikalna cząsteczka opracowana do przechowywania energii słonecznej