Pomoću podataka sa svemirskog teleskopa Džejms Veb napravljena je jedna od najdetaljnijih mapa tamne materije visoke rezolucije koja pokazuje njeno preklapanje i preplitanje sa „običnom” materijom, koja čini zvezde, galaksije i sve što možemo da vidimo.

Mapa objavljena 26. januara u časopisu Nature Astronomy se nadovezuje na prethodna istraživanja i pruža potvrdu i nove detalje o tome kako je tamna materija oblikovala galaksije, jata galaksija prečnika milione svetlosnih godina, kao i uslove za nastanak zvezda i planeta poput Zemlje.

 „Ranije smo gledali zamagljenu sliku tamne materije. Sada vidimo nevidljivu skelu svemira  sa mnogo više detalja, zahvaljujući Vebovoj rezoluciji.” kaže Dijana Skognamiljo, vodeća autorka rada i astrofizičarka u NASA-inoj Laboratoriji za mlazni pogon u Južnoj Kaliforniji.

Tamna materija ne emituje, ne reflektuje, ne apsorbuje niti blokira svetlost. Ona prožima običnu materiju i sa njom je u uzajamnom gravitacionom delovanju. Vebova zapažanja o stepenu preklapanja tamne materije i vidljive materije pružaju dodatnu potvrdu ove povezanosti.

„Gde god vidimo veliko jato od hiljada galaksija, vidimo ogromnu količinu tamne materije na istom mestu. A kada vidimo tanak niz materije koji povezuje dva od tih jata, vidimo i niz tamne materije”, kaže Ričard Masi, astrofizičar sa Univerziteta Darem u Ujedinjenom Kraljevstvu i koautor studije. „Ova mapa nam pokazuje da su tamna materija i materija uvek bile na istom mestu. Razvijale su se zajedno.”

Područje koje mapa obuhvata je deo neba oko 2,5 puta veći od punog Meseca, u sazvežđu Sextans. Ovaj region posmatran je sa najmanje 15 zemaljskih i svemirskih teleskopa u okviru projekta Istraživanje evolucije svemira (COSMOS). Cilj istraživanja je precizno određivanje raspodele materije i njeno poređenje sa raspodelom tamne materije. Prva mapa tamne materije ovog područja je napravljena 2007. godine pomoću podataka sa svemirskog teleskopa Habl, u projektu koji su vodili Masi i Džejson Rouds, astrofizičar JPL-a i koautora novog rada.

Veb je ovaj region posmatrao oko 255 sati i identifikovao gotovo 800 000 galaksija, od kojih su neke otkrivene prvi put. Scognamiljo i njene kolege su tragali za tamnom materijom posmatrajući kako ona zakrivljuje prostor i savija svetlost udaljenih galaksija na putu ka Zemlji.

Vebova mapa sadrži oko 10 puta više galaksija nego mape ovog područja napravljene pomoću zemaljskih opservatorija i dvostruko više nego one dobijene Hablovim teleskopom. Ona otkriva nove koncentracije tamne materije i prikazuje mnogo detaljniju strukturu regiona koje je Habl ranije posmatrao.

Za preciznije određivanje udaljenosti mnogih galaksija korišćen je Vebov MIRI instrument, za blisku infracrvenu svetlost zajedno sa podacima drugih svemirskih i zemaljskih teleskopa. Talasne dužine koje MIRI registruje omogućavaju otkrivanje galaksija zaklonjenih oblacima kosmičke prašine.

U ranoj fazi svemira, materija i tamna materija su verovatno bile retko raspoređene. Smatra se da je tamna materija počela prva da se grupiše, a da je zatim gravitacijom privlačila običnu materiju, stvarajući regione u kojima su kasnije nastajale zvezde i galaksije.

Na taj način tamna materija određuje raspodelu galaksija u svemiru i podstiče njihovo ranije formiranje. Ona je posredno uticala i na stvaranje uslova za nastanak planeta. U ranom svemiru većinu atoma su činili vodonik i helijum, a prve generacije zvezda pretvarale su ih u teže elemente od kojih su kasnije nastale planete poput Zemlje.

„Ova mapa pruža snažnije dokaze da bez tamne materije možda ne bismo imali elemente u našoj galaksiji koji su omogućili pojavu života”, kaže Rhodes.

Scognamiljo i deo njenih kolega planiraju da mapiraju tamnu materiju i pomoću budućeg svemirskog teleskopa Nensi Grejs Rimski, na području čak 4 400 puta većem od regiona COSMOS. Njegovi primarni naučni ciljevi uključuju istraživanje fundamentalnih svojstava tamne materije i proučavanje da li se ona i kako menjala tokom kosmičke istorije.

Romanove mape neće nadmašiti Vebovu prostornu rezoluciju. Još detaljniji uvid u raspodelu tamne materije biće moguć tek uz pomoć teleskopa sledeće generacije, poput planirane Opservatorije nastanjivih svetova (Habitable Worlds Observatory), sledećeg velikog NASA-inog koncepta u astrofizici.

Izvor: NASA- Jet Propulsion Laboratory

SVE JE FIZIKA Miša Bracić