Космолози изследват структурата на тъмната материя (статия)

Изкривяването на светлината на галактиките показва мрежовидната структура на "тъмната материя". Година: 2000 Заслуги: CFH Telescope

В последното десетилетие космолозите с много проучвания са стигнали до едно доста точно съотношение на състава на Вселената. Около 75% е така наречената "тъмна енергия", която е отговорна за ускоряващото се разширяване на пространството; 21% представлява "тъмна материя" и едва около 4% от вселената е обикновената материя под формата на газ, звезди, планети и тн. Учените още са доста далече от разбирането на истинската същност на "тъмната енергия" и "тъмната метерия", но в последните години се правят доста точни модели на разпределението на "тъмната материя".

Екип астрономи от 11 института проучва небето с 3,6-метровия телескоп CFHT (Canada-France-Hawaii Telescope). Те за първи път през 2000г. направиха точен модел на разпределението на "тъмна метерия" в зона с размери 2 квадратни градуса от небето (10 пъти размера на пълна Луна).

Сега астрономите пуснаха подробен доклад с измерванията им от последните години ето ТУК (PDF файл). Ако все пак не ви се чете пълния труд, изводът от всичко общо взето е: Ω_m = 0,248 +- 0,019 и σ₈ = 0,771 +- 0,029, където Ω_m е плътност на материята, а σ₈ е амплитуда на силовия спектър на материята.

До сега екипът е проучил над 170 квадратни градуса от небето или 270 милиона светлинни години. Една от тези зони се вижда на изображението долу. 6 квадратни градуса непосредствено до Големия Чайник, част от съзвездието Голяма Мечка. Също така се вижда увеличена зона с размери 3 квадратни ъглови минути - малко крайната резолюция, на която е способно човешкото око. Там има няколко звезди и стотици бледи галактики отзад.

Примерна снимка на MegaCam. Мъглявината Розетка, в чийто център седи отворения куп NGC 2244. Заслуги: CFHT 2003г.

Техниката, която учените от CFHT използват, за да правят триизмерна карта на разпределението на тъмната метерия се нарича Гравитационно Изкривяване. Този ефект е предречен от Айнщайн и произлиза от Теория на Относителността, гласейки, че телата, които имат маса изкривяват структурата на пространството и времето и пречат на лъч светлинада се движи по права линия. Така светлината от галактиките бива едва забележимо изкривена при преминаването си през космическата мрежа на тъмната материя.
Космолозите могат да засичат тези малки изкривявания благодарение на уникалната MegaCam камера на телескопа. Тя съдържа 40 CCD чипа, всеки от които има резолюция над 9,5 MP. Камерата има огромно поле на наблюдение и отлично качество на образа.



Не се плашете да натиснете (за увеличение) графиката, може да изглежда малко плашеща, но всъщност не е толкова сложна за разбиране.
Данните събрани от CFHT екипа са точно определени и съответно няма как да са в съответствие с всички космологически теории. Графиката илюстрира именно това. Зелената линия на двете графики представлява една твърде "сгъстена" и "наблъскана" Вселена, а синята е прекалено разредена. Измерванията гравитационното изкривяване са черната линия и както се вижда от лявата графика, те съвпадат с данните от спътника WMAP (в жълтото поле), направил карта на Космическия Фонов Шум. Параметрите "сгъстваемост" и плътност от лявата графика не са един и същ.
"Сгъстваемостта" (сигма8) е способността на материята да се натрупва в определени зони на нещо като "купчинки".
От дясната графика пък ясно се вижда, че колкото по-малък и съответно далечен обект се наблюдава, толкова по-трудно е да се забележи някакво отклонение.

Получените данни от CFHT са важна стъпка за Космологията и утъпкват пътя за бъдещи изследвания върху цялото небе през следващото десетилетие. Те могат евентуално да разкрият същността на "тъмната материя" и "тъмната енергия" и да покажат дали една модификация на Теорията на относителността би могла да обясни тези явления или ще ни трябва изцяло нов модел..

Официален сайт на проекта: http://www.cfht.hawaii.edu/