Nowa technika detekcji “ciemnej materii”, oparta na zjawisku soczewkowania grawitacyjnego, pozwoliła na odkrycie 15 nieznanych wcześniej galaktyk, a także na określenie ich masy i odległości.

Od początku XX wieku, kiedy Albert Einstein opublikował swoją ogólną teorię względności, wiemy, że duże masy zakrzywiają bieg promieni świetlnych. Zjawisko to stworzyło nowe możliwości detekcji tzw. ciemnej materii, poprzez badanie jej wpływu na promienie świetlne odleglejszych i jaśniejszych obiektów. Ponieważ ta “ciemna materia” działa niejako podobnie do soczewki, uginając promienie świetlne, zjawisko to określa się mianem soczewkowania grawitacyjnego.

Grupa astronomów kierowana przez Davida Wittmana prezentuje w najnowszym numerze “Astrophysical Journal Letters” wyniki obserwacji odległych galaktyk znajdujących się w gwiazdozbiorze Ryb. Do obserwacji wykorzystano kamerę CCD umieszczoną w ognisku 4-metrowego teleskopu Blanco znajdującego się w Cerro Tololo Inter-American Observatory w Chile.

W obrazach odległych galaktyk odkryto zniekształcenia, które świadczą o tym, że między nimi a Ziemią znajdują się jakieś inne masywne obiekty, zaburzające bieg promieni świetlnych.

Te niewielkie zniekształcenia wyglądu odległych galaktyk zostały poddane dokładnej analizie komputerowej. Ta nowa metoda, zwana trójwymiarową tomografią masową, pozwala na podstawie obserwowanych zniekształceń powiedzieć coś o rozkładzie masy w obiekcie soczewkującym, a także o jego odległości i prędkości, z jaką się porusza.

Okazało się, że obrazy odległych obiektów zniekształcone są przez niewielką grupę około 15 słabo świecących galaktyk, znajdujących się w odległości 3 miliardów lat świetlnych. Galaktyki te udało się zaobserwować bezpośrednio przy pomocy 10-metrowego teleskopu Kecka znajdującego się na Hawajach. Uzyskane widma całkowicie potwierdzają odległość oszacowaną na podstawie tomografii masowej. Świadczy to o tym, że nowa metoda daje prawidłowe wyniki.

Uzyskane wyniki są tylko wstępem do dużo większego projektu, który realizowany będzie na 8-metrowym teleskopie o polu widzenia aż trzech stopni. Teleskop ten będzie w ciągu kilku dni omiatał całe niebo w poszukiwaniu bardzo słabych galaktyk. Analiza zniekształceń ich obrazów pozwoli na oszacowanie zawartości ciemnej materii we Wszechświecie, a przez to na poznanie jego przyszłości – przewidują naukowcy.

Autor

Marcin Marszałek