Viziunile deformate ale fundalului microundelor cosmice - cea mai timpurie lumină detectabilă - permit astronomilor să mapeze cantitatea totală de materie vizibilă și invizibilă din univers.
Aproximativ 85 la sută din toată materia din univers este materie întunecată, invizibilă chiar și celor mai puternice telescoape, dar detectabilă prin atragerea gravitațională.
Pentru a găsi materie întunecată, astronomii caută un efect numit lentilă gravitațională: când tragerea gravitațională a materiei întunecate se apleacă și amplifică lumina de la un obiect mai îndepărtat. În forma sa cea mai excentrică rezultă imagini multiple în formă de arc cu obiecte cosmice îndepărtate.
Dar aici există o singură atenție: pentru a detecta materia întunecată trebuie să existe un obiect direct în spatele ei. „Stelele” trebuie să fie aliniate.
Într-un studiu recent condus de Dr. James Geach de la Universitatea din Hertfordshire din Regatul Unit, astronomii și-au așezat ochii pe fundalul microundelor cosmice (CMB).
„CMB este cea mai îndepărtată / cea mai veche lumină pe care o putem vedea”, a spus dr. Geach la Space Magazine. „Poate fi gândit ca o suprafață, iluminând întregul univers.”
Fotonii de la CMB se grăbesc spre Pământ de când universul avea doar 380.000 de ani. Un singur foton a avut șansa să se ocupe de multă materie, sondând eficient toată materia din univers de-a lungul liniei sale de vedere.
„Deci, viziunea noastră despre CMB este un pic distorsionată de ceea ce pare intrinsec - un pic ca privirea modelului de pe fundul unei piscine”, a spus dr. Geach.
Notând micile distorsiuni din CMB, putem sonda toată materia întunecată pe întregul univers. Dar a face doar acest lucru este extrem de dificil.
Echipa a observat cerul sudic cu Telescopul Polului Sud, un telescop de 10 metri proiectat pentru observații în cuptorul cu microunde. Acest sondaj de mare anvergură a produs o hartă CMB a cerului sudic, care a fost în concordanță cu datele anterioare CMB din satelitul Planck.
Semnăturile caracteristice ale lentilelor gravitaționale prin materia intervențională nu pot fi extrase prin ochi. Astronomii s-au bazat pe utilizarea unei proceduri matematice bine dezvoltate. Nu vom intra în detaliile urâte.
Aceasta a produs o „hartă a densității totale de masă proiectată între noi și CMB. Este destul de incredibil dacă vă gândiți la asta - este o tehnică de observație pentru a cartografia toată masa din univers, chiar înapoi la CMB ”, a explicat Dr. Geach.
Dar echipa nu și-a terminat analiza acolo. În schimb, au continuat să măsoare lentilele CMB în pozițiile cvasarilor - puternice găuri negre supermasive în centrele primelor galaxii.
„Am descoperit că regiunile cerului cu o densitate mare de cvasari au un semnal de lentilizare CMB în mod clar mai puternic, ceea ce implică faptul că cvasarii sunt într-adevăr localizați în structuri pe scară largă”, a spus dr. Ryan Hickox de la Dartmouth College - al doilea autor al studiului - a declarat pentru revista Space.
În cele din urmă, harta CMB a fost utilizată pentru a determina masa acestor halos de materie întunecată. Aceste rezultate s-au potrivit cu cele determinate în studiile mai vechi, care au analizat modul în care cvasarii s-au grupat împreună în spațiu, fără nicio referire la CMB.
Rezultatele consistente între două măsurători independente reprezintă un instrument științific puternic. Potrivit doctorului Hickox, arată că „avem o înțelegere puternică a modului în care găurile negre super-masive rezidă în structurile de mari dimensiuni și că (încă o dată) Einstein avea dreptate.”
Lucrarea a fost acceptată pentru publicare în Astrophysical Journal Letters și este disponibilă pentru descărcare aici.
