Folosind camera avansată Hubble pentru sondaje, astronomii au reușit să grafică materia întunecată invizibilă într-o galaxie îndepărtată, ceea ce le-a permis să creeze una dintre cele mai clare și mai detaliate hărți ale materiei întunecate din univers. Căutarea materiei invizibile și nedeterminate este o muncă dificilă, dar una pe care astronomii încearcă să o facă de mai bine de un deceniu. Această nouă hartă poate oferi, de asemenea, indicii despre alte chestii misterioase din univers - energia întunecată - și ce rol a jucat în primii ani de formare a universului.
O echipă condusă de Dan Coe la JPL l-a folosit pe Hubble să se uite la Abell 1689, situat la 2,2 miliarde de ani-lumină distanță. Gravitatea clusterului, care provine în cea mai mare parte din materia întunecată, acționează ca o lupă cosmică, îndoind și amplificând lumina de la galaxii îndepărtate din spatele ei. Acest efect, numit lentilă gravitațională, produce imagini multiple, deformate și mărite în mare măsură ale acestor galaxii, făcând galaxiile să pară distorsionate și confuze. Studiind imaginile distorsionate, astronomii au estimat cantitatea de materie întunecată din grup. Dacă gravitația clusterului ar veni doar din galaxiile vizibile, distorsiunile lentilei ar fi mult mai slabe.
Ceea ce au descoperit sugerează că grupurile de galaxii s-ar fi putut forma mai devreme decât se aștepta, înainte ca împingerea energiei întunecate să le inhibe creșterea.
Energia întunecată împinge galaxiile una de cealaltă, întinzând spațiul dintre ele, suprimând astfel formarea de structuri uriașe numite clustere de galaxie. O modalitate în care astronomii pot sondă acest remorcher primordial este prin cartografierea distribuției materiei întunecate în grupuri.
„Imaginile cu lentile sunt ca un puzzle mare”, a spus Coe. „Aici ne-am dat seama, pentru prima dată, de o modalitate de a aranja masa lui Abell 1689 astfel încât să-și lase toate aceste galaxii de fond la pozițiile lor observate.” Coe a utilizat aceste informații pentru a produce o hartă cu rezoluție mai mare a distribuției materiei întunecate a clusterului decât era posibil înainte.
Pe baza hărții lor de masă cu rezoluție mai mare, Coe și colaboratorii săi confirmă rezultatele anterioare care arată că nucleul lui Abell 1689 este mult mai dens în materie întunecată decât se aștepta pentru un grup de dimensiuni, bazat pe simulări ale computerului de creștere a structurii. Abell 1689 se alătură unui pumn de alte grupuri bine studiate, care s-au dovedit că au miezuri la fel de dense. Constatarea este surprinzătoare, deoarece împingerea energiei întunecate la începutul istoriei universului ar fi cascadat creșterea tuturor grupurilor de galaxii.
„Prin urmare, grupurile Galaxy ar fi trebuit să înceapă să formeze miliarde de ani mai devreme pentru a se ridica la numărul pe care îl vedem astăzi”, a spus Coe. „La vremuri anterioare, universul era mai mic și mai dens la pachet cu materie întunecată. Abell 1689 pare să fi fost bine alimentat la naștere de materia densă care o înconjura în universul timpuriu. Clusterul a purtat această grămadă de-a lungul vieții sale de adult să apară așa cum o observăm astăzi. ”
Astronomii intenționează să studieze mai multe clustere pentru a confirma posibila influență a energiei întunecate. Un program major Hubble care va analiza materia întunecată în grupuri de galaxii gigantice este sondajul Cluster Lensing și Supernova cu Hubble (CLASH). În acest sondaj, telescopul va studia 25 de clustere pentru o lună totală în următorii trei ani. Clusterele CLASH au fost selectate datorită emisiilor lor puternice de raze X, ceea ce indică faptul că conțin cantități mari de gaz fierbinte. Această abundență înseamnă că grupurile sunt extrem de masive. Prin observarea acestor clustere, astronomii vor cartografia distribuțiile materiei întunecate și vor căuta dovezi mai concludente ale formării timpurii a clusterului și, probabil, a energiei întunecate timpurii.
