eso1528pl — Komunikat organizacji

Nowy olbrzymi przegląd nieba rzuci światło na ciemną materię

Pierwsze wyniki przeglądu VST KiDS

9 lipca 2015

Opublikowano pierwsze rezultaty z nowego dużego przeglądu ciemnej materii na niebie południowym, wykonywanego za pomocą należącego do ESO teleskopu VLT Survey Telescope (VST) w Obserwatorium Paranal w Chile. Przegląd VST KiDS pozwoli astronomom na precyzyjne pomiary ciemnej materii, struktury halo galaktyki, ewolucji galaktyk i gromad. Pierwsze wyniki z KiDS pokazują w jaki sposób charakterystyki obserwowanych galaktyk są zdeterminowane przez otaczające je olbrzymie, niewidzialne zgęszczenia ciemnej materii.

Około 85% materii we Wszechświecie jest ciemna [1], a ten rodzaj materii nie jest dobrze poznany przez fizyków. Mimo iż ciemna materia nie świeci, ani nie absorbuje światła, astronomowie mogą ją wykryć dzięki efektom, jakie wywiera na gwiazdy galaktyki, a w szczególności dzięki oddziaływaniu grawitacyjnemu. Duży projekt ESO, korzystający z potężnych teleskopów do przeglądów nieba, pokazuje dokładniej niż do tej pory związki pomiędzy tajemniczą ciemną materią, a świecącymi galaktykami, które możemy obserwować bezpośrednio [2].

Projekt, znany jako Kilo-Degree Survey (KiDS), korzysta ze zdjęć z VLT Survey Telescope I jego olbrzymiej kamery OmegaCAM. Teleskop ten, umiejscowiony w należącym do ESO Obserwatorium Paranal w Chile, jest dedykowany przeglądom nocnego nieba w świetle widzialnym – i jest uzupełniany przez teleskop VISTA do przeglądów w podczerwieni. Jednym z głównych celów VST jest wykonanie map ciemnej materii, a następnie ich użycie do zrozumienia tajemniczej ciemnej energii, która powoduje, że tempo rozszerzania się Wszechświata rośnie.

Najlepszym sposobem na sprawdzenie gdzie znajduje się ciemna materia jest soczewkowanie grawitacyjne — zaburzenie podstawowej grawitacji Wszechświata, które wpływa na światło przychodzące od odległych galaktyk położonych daleko za ciemną materią. Analizując ten efekt można wykonać mapy miejsc, w których grawitacja jest najsilniejsza, a zatem w których znajduje się materia, w tym ciemna materia.

Jako część pierwszej serii publikacji, międzynarodowy zespół badawczy KiDS, kierowany przez Koena Kuijkena z Leiden Observatory w Holandii [3], wykorzystał to podejście do analizy zdjęć ponad dwóch milionów galaktyk odległych typowo o 5,5 miliarda lat świetlnych [4]. Naukowcy badali zaburzenia światła emitowanego przez galaktyki, które zakrzywia się gdy w trakcie swojej drogi w kierunku Ziemi przechodzi w pobliżu masywnych zagęszczeń ciemnej materii.

Pierwsze rezultaty pochodzą zaledwie z 7% finalnego obszaru przeglądu i koncentrują się na wykonaniu map rozmieszczenia ciemnej materii w grupach galaktyk. Większość galaktyk istnieje w grupach — dotyczy to także naszej własnej Drogi Mlecznej, która jest częścią Grupy Lokalnej — zatem zrozumienie jak wiele ciemnej materii zawierają jest kluczowym testem całej teorii formowania przez galaktyki kosmicznej sieci. Z efektu soczewkowania grawitacyjnego, grupy te wydają się zawierać około 30 raz więcej ciemnej materii niż materii widzialnej.

„Co interesujące, najjaśniejsza galaktyka prawie zawsze znajduje się w środku zgęszczenia ciemnej materii” mówi Massimo Viola (Leiden Observatory, Holandia), główny autor jednej z publikacji zespołu KiDS.

„Przewidywania teorii formowania się galaktyk, według których galaktyki kontynuują gromadzenie się w grupy i przemieszczanie w kierunku ich centrów, nigdy nie zostały wcześniej tak dobrze pokazane obserwacyjnie” dodaje Koen Kuijken.

Wyniki są dopiero początkiem dużego programu zbadania zestawów danych pochodzących z teleskopów do przeglądów nieba oraz danych, które są dostępne publicznie dla naukowców na całym świecie poprzez archiwum ESO.

Przegląd KiDS pomoże w lepszym zrozumieniu ciemnej materii. Możliwość wyjaśnienia ciemnej materii i jej efektów stanie się dużym przełomem w fizyce.

Uwagi

[1] Astronomowie ustalili, że całkowita zawartość masy/energii we Wszechświecie jest podzielona w proporcjach: 68% ciemnej energii, 27% ciemnej materii i 5% „normalnej” materii. Zatem 85% odnosi się do ułamka „materii”, która jest ciemna.

[2] Obliczenia za pomocą superkomputerów pokazują w jaki sposób Wszechświat wypełniony ciemną materią będzie ewoluował: wraz z upływem czasu ciemna materii będzie gromadzić się w olbrzymią strukturę kosmicznej sieci, a galaktyki i gwiazdy będą powstawać z gazu w najgęstszych miejscach koncentracji ciemnej materii.

[3] Międzynarodowy zespół badawczy KiDS obejmuje naukowców z Holandii, Wielkiej Brytanii, Niemiec, Włoch i Kanady.

[4] Niniejsza praca wykorzystała trójwymiarową mapę grup galaktyk dostarczoną przez projekt Galaxy And Mass Assembly (GAMA), wykonaną dzięki szerokim obserwacjom na Anglo-Australian Telescope.

Więcej informacji

Wyniki badań przedstawiono w serii publikacji wysłanych do druku w czołowych czasopismach. Listę publikacji można znaleźć tutaj.

ESO jest wiodącą międzyrządową organizacją astronomiczną w Europie i najbardziej produktywnym obserwatorium astronomicznym na świecie. Wspiera je 16 krajów: Austria, Belgia, Brazylia, Czechy, Dania, Finlandia, Francja, Hiszpania, Holandia, Niemcy, Polska, Portugalia, Szwajcaria, Szwecja, Wielka Brytania oraz Włochy. ESO prowadzi ambitne programy dotyczące projektowania, konstrukcji i użytkowania silnych naziemnych instrumentów obserwacyjnych, pozwalając astronomom na dokonywanie znaczących odkryć naukowych. ESO odgrywa wiodącą rolę w promowaniu i organizowaniu współpracy w badaniach astronomicznych. ESO zarządza trzema unikalnymi, światowej klasy obserwatoriami w Chile: La Silla, Paranal i Chajnantor. W Paranal ESO posiada teleskop VLT (Very Large Telescope - Bardzo Duży Teleskop), najbardziej zaawansowane na świecie astronomiczne obserwatorium w świetle widzialnym oraz dwa teleskopy do przeglądów. VISTA pracuje w podczerwieni i jest największym na świecie instrumentem do przeglądów nieba, natomiast VLT Survey Telescope to największy teleskop dedykowany przeglądom nieba wyłącznie w zakresie widzialnym. ESO jest głównym partnerem ALMA, największego istniejącego projektu astronomicznego. Z kolei na Cerro Armazones, niedaleko Paranal, ESO buduje 39-metrowy teleskop E-ELT (European Extremely Large Telescope - Ekstremalnie Wielki Teleskop Europejski), który stanie się “największym okiem świata na niebo”.

Linki

Kontakt

Krzysztof Czart
Centrum Astronomii UMK
Toruń, Polska
Tel.: +48 513 733 282
E-mail: eson-poland@eso.org

Koen Kuijken
Leiden Observatory
Leiden, The Netherlands
Tel.: +31 71 527 5848
Tel. kom.: +31 628 956 539
E-mail: kuijken@strw.leidenuniv.nl

Massimo Viola
Leiden Observatory
Leiden, The Netherlands
Tel.: +31 71 527 8442
E-mail: viola@strw.leidenuniv.nl

Lars Lindberg Christensen
Head of ESO ePOD
Garching bei München, Germany
Tel.: +49 89 3200 6761
Tel. kom.: +49 173 3872 621
E-mail: lars@eso.org

Śledź ESO w mediach społecznościowych

Jest to tłumaczenie Komunikatu prasowego ESO eso1528

O komunikacie

Komunikat nr:eso1528pl
Nazwa:Surveys
Typ:Early Universe : Cosmology : Phenomenon : Dark Matter
Facility:VLT Survey Telescope
Science data:2015MNRAS.452.3100C

Zdjęcia

First results from the KiDS survey (montage)
First results from the KiDS survey (montage)
Po angielsku
First results from the KiDS Survey (visible light)
First results from the KiDS Survey (visible light)
Po angielsku
First results from the KiDS survey (dark matter)
First results from the KiDS survey (dark matter)
Po angielsku

Zobacz też