Izkrivljene vizije kozmičnega mikrovalovnega ozadja - najzgodnejše zaznavne svetlobe - astronomom omogočajo, da preslikajo skupno količino vidne in nevidne snovi v vesolju.
Približno 85 odstotkov vse materije v vesolju je temna snov, nevidna celo najzmogljivejšim teleskopom, vendar jo je mogoče zaznati z gravitacijskim potegom.
Da bi našli temno snov, astronomi iščejo učinek, imenovan gravitacijsko lečo: ko se gravitacijski poteg temne snovi upogne in ojači svetlobo iz bolj oddaljenega predmeta. V svoji najbolj ekscentrični obliki je rezultat več lokovnih podob oddaljenih kozmičnih predmetov.
Toda tu je en opozorilo: da bi zaznali temno snov, mora biti naravnost za njim predmet. Zvezde morajo biti poravnane.
V nedavni študiji, ki jo je vodil dr. James Geach z univerze v Hertfordshireu v Združenem kraljestvu, so astronomi namesto tega pogledali na kozmično mikrovalovno ozadje (CMB).
"CMB je najbolj oddaljena / najstarejša luč, ki jo lahko vidimo," je dr. Geach povedal za Space Magazine. "To je lahko površina, ki osvetli celotno vesolje."
Fotoni iz CMB-ja hitijo proti Zemlji, saj je bilo vesolje staro le 380.000 let. En sam foton je imel možnost naleteti na veliko snovi, saj je učinkovito sondiral vso zadevo v vesolju vzdolž njegove vidne črte.
"Torej je naš pogled na CMB nekoliko izkrivljen od tega, kar je v bistvu videti - nekoliko kot pogled na vzorec na dnu bazena," je dejal dr. Geach.
Če opazimo majhna izkrivljanja v CMB, lahko preizkusimo vso temno snov v celotnem vesolju. Toda narediti samo to je izredno zahtevno.
Ekipa je opazovala južno nebo s teleskopom Južni pol, 10-metrskim teleskopom, zasnovan za opazovanje v mikrovalovni pečici. Ta velika, prelomna raziskava je ustvarila zemljevid CMB južnega neba, ki je bil skladen s prejšnjimi podatki CMB s satelita Planck.
Karakterističnih znakov gravitacijske leče z interventno snovjo ni mogoče izvleči z očmi. Astronomi so se zanašali na uporabo dobro razvitega matematičnega postopka. Ne bomo se spuščali v grde podrobnosti.
Tako smo ustvarili "zemljevid skupne predvidene gostote mase med nami in CMB". Če pomislite na to, je to neverjetno - to je tehnika opazovanja za preslikavo celotne mase v vesolju, vse do CMB, "je pojasnil dr. Geach.
Toda ekipa tam ni končala svojih analiz. Namesto tega so še naprej merili leče CMB na položajih kvazarjev - močne supermasivne črne luknje v središčih najzgodnejših galaksij.
"Ugotovili smo, da imajo nebesna območja z veliko gostoto kvazarjev očitno močnejši signal leče CMB, kar pomeni, da so kvazarji resnično locirani v velikih snovnih strukturah," je dr. Ryan Hickox z Dartmouth Collegea - drugi avtor študije - je povedal za Space Magazine.
Končno je bila karta CMB uporabljena za določitev mase teh halosov temne snovi. Ti rezultati so se ujemali s tistimi, ki so bili določeni v starejših študijah, ki so gledale na to, kako so se kvazarji združili v vesolju, pri čemer sploh niso omenjeni CMB.
Dosledni rezultati med dvema neodvisnima meritvama so močno znanstveno orodje. Po besedah dr. Hickoxa je razvidno, da "dobro razumemo, kako presenetljive črne luknje prebivajo v velikih objektih in da je imel (še enkrat) Einstein prav."
Članek je bil sprejet za objavo v Pismih astrofizičnega časopisa in je na voljo za prenos tukaj.
