Impresia unui artist despre două galaxii în coliziune. Credit imagine: ESO Click pentru mărire
Materia întunecată este o substanță misterioasă care pare să reprezinte 25% din masa Universului. Astronomii europeni au măsurat cantitatea de materie întunecată din mai multe galaxii și au descoperit că o mare parte din ele sunt în afara echilibrului; mișcările lor interne sunt foarte tulburate. Aceasta înseamnă că multe galaxii - până la 40% - au trecut recent prin fuziuni sau în apropiere de coliziuni.
Studiind câteva zeci de galaxii îndepărtate, o echipă internațională de astronomi a descoperit că galaxiile aveau aceeași cantitate de materie întunecată în raport cu stelele acum 6 miliarde de ani ca și acum. Dacă se confirmă, acest lucru sugerează o interacțiune mult mai strânsă între materia întunecată și cea normală decât se credea anterior. De asemenea, oamenii de știință au descoperit că 4 din 10 galaxii sunt în afara echilibrului. Aceste rezultate aruncă o nouă lumină asupra modului în care se formează și evoluează galaxiile, deoarece Universul avea doar jumătate din vârsta sa actuală.
„Acest lucru poate presupune că coliziunile și fuzionarea sunt importante în formarea și evoluția galaxiilor”, a spus Francois Hammer, Observatorul de la Paris, Franța, și unul dintre liderii echipei.
Oamenii de știință au fost interesați să afle modul în care galaxiile care sunt departe - au fost văzute așa cum erau când Universul era mai tânăr - au evoluat spre cele din apropiere. În special, au vrut să studieze importanța materiei întunecate în galaxii.
„Materia întunecată, care compune aproximativ 25% din Univers, este un cuvânt simplu pentru a descrie ceva ce nu înțelegem cu adevărat”, a declarat Hector Flores, co-lider. „De la a privi cum se rotește galaxia, știm că materia întunecată trebuie să fie prezentă, deoarece altfel aceste structuri gigantice s-ar dizolva doar”.
În galaxiile din apropiere, și în Calea Lactee proprie pentru această materie, astronomii au descoperit că există o relație între cantitatea de materie întunecată și stelele obișnuite: pentru fiecare kilogram de material din cadrul unei stele există aproximativ 30 de kilograme de materie întunecată. Dar această relație între materia întunecată și cea obișnuită mai rămâne în trecutul Universului?
Aceasta a necesitat măsurarea vitezei în diferite părți ale galaxiilor îndepărtate, un experiment destul de complicat: măsurătorile anterioare nu au fost într-adevăr incapabile să sondeze aceste galaxii în detalii suficiente, deoarece au trebuit să selecteze o singură fanta, adică o singură direcție, de-a lungul galaxiei.
Lucrurile s-au schimbat odată cu disponibilitatea spectrografului GIRAFFE cu mai multe obiecte, instalat acum pe telescopul Kueyen Unit de 8,2 m al telescopului foarte mare (VLT) al Observatorului Paranal (Chile).
Într-un singur mod, cunoscut sub numele de „spectroscopie 3-D” sau „câmp integrat”, acest instrument poate obține spectre simultane ale unor zone mai mici de obiecte extinse, cum ar fi galaxii sau nebuloase. Pentru aceasta, 15 pachete de fibre implementabile, așa-numitele unități integrale de câmp (IFU-uri), cf. ESO PR 01/02, sunt utilizate pentru a face măsurători meticuloase ale galaxiilor îndepărtate. Fiecare IFU este un sistem de lentile bidimensional microscopic, de ultimă generație, cu o deschidere de 3 x 2 arcsec2 pe cer. Este ca ochiul unei insecte, cu douăzeci de micro-lentile cuplate cu fibre optice care conduc lumina înregistrată în fiecare punct al câmpului până la fanta de intrare a spectrografiei.
„GIRAFFE on VLT ESO este singurul instrument din lume care este capabil să analizeze simultan lumina provenită din 15 galaxii care acoperă un câmp vizual aproape la fel de mare ca luna plină”, a declarat Mathieu Puech, autorul principal al unuia dintre lucrările care prezintă rezultate. „Fiecare galaxie observată în acest mod este împărțită în zone mai mici continuu în care spectrele sunt obținute în același timp.”
Astronomii au folosit GIRAFFE pentru a măsura câmpurile de viteză ale câtorva zeci de galaxii îndepărtate, ceea ce a dus la descoperirea surprinzătoare că până la 40% din galaxiile îndepărtate erau „în afara echilibrului” - mișcările lor interne erau foarte tulburate - un posibil semn că acestea sunt arătând încă urmările coliziunilor dintre galaxii.
Când s-au limitat doar la acele galaxii care aparent au atins echilibrul lor, oamenii de știință au descoperit că relația dintre materia întunecată și conținutul stelar nu pare să fi evoluat în ultimii 6 miliarde de ani.
Datorită rezoluției sale spectrale deosebite, GIRAFFE permite, de asemenea, pentru prima dată să studieze distribuția gazului în funcție de densitatea sa în astfel de galaxii îndepărtate. Cele mai spectaculoase rezultate dezvăluie o posibilă ieșire de gaze și energie condusă de formarea stelară intensă în cadrul galaxiei și o regiune gigantă de gaz foarte fierbinte (regiunea HII) într-o galaxie în echilibru care produce multe stele.
„O astfel de tehnică poate fi extinsă pentru a obține hărți cu multe caracteristici fizice și chimice ale galaxiilor îndepărtate, permițându-ne să studiem în detaliu modul în care și-au asamblat masa pe parcursul întregii lor vieți”, a spus Fran? Ois Hammer. „În multe privințe, GIRAFFE și modul său multi-integral câmp ne oferă o primă aromă a ceea ce se va realiza cu viitoarele telescoape extrem de mari.”
Sursa originală: Comunicat de știri ESO
