Astronomowie stworzyli najbardziej szczegółową jak dotąd mapę rozmieszczenia ciemnej materii w rozległym obszarze Wszechświata za pomocą Kosmicznego Teleskopu Jamesa Webba (JWST). Nowe obserwacje ujawniają niewidzialne „ramy” rządzące powstawaniem galaktyk i wielkoskalową strukturą kosmosu. Ten przełom opiera się na obserwacjach, jak grawitacja ciemnej materii zniekształca przestrzeń wokół widzialnej materii.
Niewidzialny wszechświat ujawniony
Ciemna materia, która stanowi około 85% całej materii we Wszechświecie, nie oddziałuje ze światłem, przez co jest niewidoczna dla bezpośredniej obserwacji. Zamiast tego naukowcy śledzą jego obecność na podstawie sposobu, w jaki zagina światło z odległych galaktyk – zjawisko znane jako soczewkowanie grawitacyjne – i jego wpływ na ruch widzialnej materii.
Badanie, opublikowane w czasopiśmie Nature Astronomy, skupiało się na fragmencie nieba w gwiazdozbiorze Sekstanu. Naukowcy poświęcili temu regionowi 255 godzin obserwacji JWST, identyfikując prawie 800 000 galaktyk. To dziesięć razy więcej niż kiedykolwiek wcześniej odkryto za pomocą naziemnych teleskopów na tym samym obszarze i prawie dwukrotnie więcej niż liczba galaktyk obserwowanych przez Hubble’a. Zestawiając te galaktyki, badacze byli w stanie prześledzić rozkład ciemnej materii.
Od Wielkiego Wybuchu do powstawania galaktyk
Mapa potwierdza, że ciemna materia nie jest rozmieszczona równomiernie w całym Wszechświecie. Zamiast tego tworzy złożoną sieć włókien i pustych przestrzeni, w których grawitacja przyciąga materię. We wczesnym Wszechświecie ciemna materia zaczęła najpierw skupiać się, tworząc studnie grawitacyjne, które później przyciągały normalną materię. Bez tych skupisk ciemnej materii Wszechświat byłby prawdopodobnie znacznie bardziej jednolity, ze znacznie mniejszą liczbą galaktyk i gwiazd.
„Ta mapa dostarcza mocniejszych dowodów na to, że bez ciemnej materii w naszej galaktyce moglibyśmy nie mieć elementów, które umożliwiłyby pojawienie się życia” – wyjaśnia współautor badania Jason Rhodes.
Badania te pokazują, że galaktyki nie tylko tworzą ; są zbudowane na podstawie istniejących wcześniej struktur ciemnej materii. Gęstsze obszary ciemnej materii przyciągają gaz i pył, ostatecznie powodując powstawanie gwiazd i tworząc struktury, które widzimy dzisiaj.
Implikacje dla kosmologii
Bezprecedensowa rozdzielczość JWST pozwala naukowcom testować modele kosmologiczne z większą precyzją niż kiedykolwiek wcześniej. Przyszłe badania wykorzystujące to podejście udoskonalą naszą wiedzę na temat właściwości ciemnej materii i jej roli w ewolucji Wszechświata. Ta szczegółowa mapa oferuje unikalne spojrzenie na niewidzialne siły kształtujące nasz kosmos, pogłębiając naszą wiedzę o tym, jak wszechświat stał się taki, jaki jest.
