Umetnikov vtis dveh galaksij, ki se spopadata. Kreditna slika: ESO Klikni za povečavo
Temna snov je skrivnostna snov, za katero se zdi, da predstavlja 25% mase vesolja. Evropski astronomi so izmerili količino temne snovi v več galaksijah in ugotovili, da je velik del njih zunaj ravnotežja; njihovi notranji gibi so zelo moteni. To pomeni, da so številne galaksije - kar 40% - v zadnjem času šle skozi združitve ali blizu trkov.
Mednarodna skupina astronomov je med preučevanjem več deset oddaljenih galaksij ugotovila, da so galaksije imele enako količino temne snovi pred zvezdami pred 6 milijardami let kot zdaj. Če je potrjeno, to kaže na veliko tesnejšo medsebojno povezanost temne in normalne materije, kot so prej verjeli. Znanstveniki so tudi ugotovili, da je kar 4 od 10 galaksij izven ravnovesja. Ti rezultati so osvetlili, kako se galaksije oblikujejo in razvijajo, saj je bilo vesolje le polovico trenutne starosti.
"To lahko pomeni, da sta trčenja in združevanje pomembna pri nastajanju in razvoju galaksij," je dejal Francois Hammer iz pariškega observatorija v Franciji in eden od voditeljev ekipe.
Znanstvenike je zanimalo, kako so se daleč oddaljene galaksije - tako videti, ko so bile vesolje mlajše - razvile v bližnje. Zlasti so želeli preučiti pomen temne snovi v galaksijah.
"Temna snov, ki sestavlja približno 25% vesolja, je preprosta beseda, s katero lahko opišemo nekaj, česar v resnici ne razumemo," je dejal sourednik Hector Flores. "Če pogledamo, kako se vrti galaksija, vemo, da mora biti prisotna temna snov, saj bi se v nasprotnem primeru te velikanske strukture samo raztopile."
V bližnjih galaksijah in v naši Mlečni poti za to zadevo so astronomi ugotovili, da obstaja razmerje med količino temne snovi in navadnimi zvezdami: na vsak kilogram materiala v zvezdi je približno 30 kilogramov temne snovi. Toda ali je to razmerje med temno in navadno snovjo še vedno v preteklosti vesolja?
To je zahtevalo merjenje hitrosti v različnih delih oddaljenih galaksij, precej težaven eksperiment: prejšnje meritve res niso mogle dovolj natančno preizkusiti teh galaksij, saj so morale skozi galaksijo izbrati en sam rez, to je enojno smer.
Stvari so se spremenile z razpoložljivostjo večpredmetnega spektrografa GIRAFFE, ki je zdaj nameščen na 8,2-metrskem teleskopu v Kueyenu ESO-jevem zelo velikem teleskopu (VLT) v observatoriju Paranal (Čile).
V enem načinu, imenovanem "3-D spektroskopija" ali "integrirano polje", lahko ta instrument pridobi sočasne spektre manjših površin razširjenih predmetov, kot so galaksije ali meglice. Za to je 15 raztegljivih snopov vlaken, tako imenovane celostne poljske enote (IFU), prim. ESO PR 01/02 se uporabljajo za natančno merjenje oddaljenih galaksij. Vsak IFU je mikroskopski, najsodobnejši dvodimenzionalni niz leč z odprtino 3 x 2 arcsec2 na nebu. Je kot oko žuželke z dvajsetimi mikro lečami, povezanimi z optičnimi vlakni, ki vodijo svetlobo, zabeleženo v vsaki točki polja, do vstopne reže spektrografa.
"GIRAFFE na ESO-jevem VLT-ju je edini instrument na svetu, ki lahko hkrati analizira svetlobo, ki prihaja iz 15 galaksij, ki pokriva vidno polje, skoraj tako veliko kot polna luna," je dejal Mathieu Puech, glavni avtor enega prispevka rezultati. "Vsaka galaksija, ki jo opazimo v tem načinu, je razdeljena na neprekinjena manjša območja, kjer se hkrati dobijo spektri."
Astronomi so uporabili GIRAFFE za merjenje hitrostnih polj več deset oddaljenih galaksij, kar je privedlo do presenetljivega odkritja, da je bilo kar 40% oddaljenih galaksij "izven ravnovesja" - njihovi notranji gibi so bili zelo moteni - kar je lahko znak, da so še vedno prikazuje posledice trkov med galaksijami.
Ko so se omejili samo na tiste galaksije, ki so očitno dosegle svoje ravnovesje, so znanstveniki ugotovili, da se zdi, da se povezava med temno snovjo in zvezdno vsebino v zadnjih 6 milijardah let ni razvijala.
Zahvaljujoč svoji izjemni spektralni ločljivosti GIRAFFE prvič omogoča tudi raziskovanje porazdelitve plina kot funkcije njegove gostote v tako oddaljenih galaksijah. Najbolj spektakularni rezultati razkrivajo možen odtok plina in energije, ki ga poganja intenzivno tvorjenje zvezd znotraj galaksije in velikansko območje zelo vročega plina (območje HII) v galaksiji v ravnovesju, ki proizvaja veliko zvezd.
"Takšno tehniko je mogoče razširiti tako, da dobimo zemljevide številnih fizikalnih in kemijskih značilnosti oddaljenih galaksij, kar nam omogoča podrobno preučevanje, kako so sestavljali svojo maso v celotnem življenju," je dejal Francois Hammer. "GIRAFFE in njegov multi-integralni terenski način nam v mnogih pogledih dajeta prvi okus, kaj bomo dosegli s prihodnjimi izjemno velikimi teleskopi."
Izvirni vir: ESO News Release
