Se pare că materia întunecată se agață de galaxii de foarte mult timp. Majoritatea galaxiilor care au existat în urmă cu 10 miliarde de ani au avut la fel de multă materie întunecată ca galaxiile în ziua de azi, contrazicând studiile anterioare care sugerau că materiile mai puțin întunecate pândeau în jurul galaxiilor din universul timpuriu.
„Materia întunecată a fost la fel de abundentă în galaxiile formatoare de stele din trecutul îndepărtat, așa cum este în zilele noastre,", a spus Alfred Tiley, astronom la Universitatea Durham din Anglia și autor principal pentru noul studiu. Cercetarea a fost trimisă recent la jurnalul lunar Notices of the Royal Astronomical Society și a fost publicată pe 16 noiembrie în jurnalul de preimprimare arXiv." Nu a fost " nu este o surpriză completă, dar în realitate nu știam dacă realitatea observațională se va alinia cu așteptările din teorie. "
Materia întunecată constituie aproximativ 85 la sută din masa totală din universul nostru cunoscut, dar misterioasa substanță nu interacționează cu lumina, lăsând oamenii de știință în întuneric despre natura ei precisă. Deci, în loc să o vizualizeze, astronomii trebuie să se bazeze pe atracția gravitațională a materiei întunecate asupra materiei normale, numită materie baryonică, care alcătuiește stelele, nebulele și planetele pe care le vedem pe cerul nopții, precum și toți copacii, rocile și oamenii. pe pamant.
Materia întunecată tinde să se aglomereze în halos în jurul galaxiilor; astronomii au descoperit acest lucru măsurând cât de rapid se rotește galaxiile. Conform legii gravitației Newton, stelele de la marginea unei galaxii ar trebui să se rotească mult mai lent decât cele din centru. Dar în anii 1960, astronomii au găsit stele suburbane rapide pe marginea Căii Lactee, care sugerau faptul că materia în plus se ascunde dincolo de orbitele galactice ale acestor stele.
De atunci, studiile au măsurat mii de viteze de rotație în univers, confirmând prezența acestor halos de materie întunecată.
În noul studiu, cercetătorii au utilizat datele obținute din două sondaje efectuate la 1.500 de galaxii formatoare de stele pentru a calcula ratele de rotație pentru galaxiile care se întorc cu 10 miliarde de ani. Măsurarea precisă a rotației galactice departe în trecutul cosmic este dificilă, deoarece aceste galaxii antice sunt incredibil de îndepărtate și slabe. Așadar, oamenii de știință au estimat o medie prin aglomerarea galaxiilor la distanță și apoi combinând lumina lor.
"Estimarea noastră privind cantitatea de materie întunecată în galaxii este o medie pentru întreaga populație la fiecare epocă", a spus Tiley pentru Live Science. "Cantitatea de materie întunecată din galaxiile individuale poate varia semnificativ."
Contabilizând masa și densitatea galaxiei, cercetătorii au descoperit cantități aproape echivalente de materie întunecată pentru galaxiile care au existat cu mult timp în trecutul nostru cosmic ca și pentru galaxiile din universul nostru local.
Dar nu toată lumea este în întregime convinsă. Rezultatele contrazic studiile anterioare care au descoperit că galaxiile din universul timpuriu aveau mai puțină materie întunecată decât o fac galaxiile mai tinere. Aceste studii au privit galaxii individuale mult mai masive și au folosit un model diferit pentru a deduce cantitatea de materie întunecată.
„folosește doar una dintre cele patru abordări independente pe care le-am obișnuit pentru a ajunge la concluzia noastră”, a declarat pentru Live Science Reinhard Genzel, autorul principal al unuia dintre studiile anterioare și astronom la Institutul Max Planck pentru fizică extraterestră din Garching, Germania.
Tiley a descoperit că rezultatele echipei sale depindeau foarte mult de modelul folosit. În cele din urmă, el a ales să folosească un model pe care el și colegii săi l-au găsit a fi mai reprezentativi pentru galaxiile cu masă scăzută, pe care oamenii de știință cred că au predominat în epoca timpurie.
Simulările computerizate sugerează că galaxiile cu masă foarte mare, precum cele studiate de Genzel, sunt rare în universul îndepărtat. "Se pare că rezultatele se aplică galaxiilor foarte masive din această epocă îndepărtată, dar este posibil să nu fie reprezentative pentru galaxii cu mase stelare comparativ mai mici, precum cele pe care le-am studiat în lucrarea noastră", a spus Tiley pentru Live Science.
Noile rezultate se potrivesc cu ceea ce ar fi de așteptat de la modelul predominant de materie „lambda rece întuneric” care descrie universul nostru. Acest model explică modul în care universul este structurat și de ce se extinde într-un ritm din ce în ce mai rapid.
