ハッブルの高度な調査用カメラを使用して、天文学者は遠方の銀河で見えない暗黒物質をグラフ化でき、宇宙で最も鋭く最も詳細な暗黒物質のマップの1つを作成できました。目に見えない不確定な問題を探すことは難しい仕事ですが、天文学者が10年以上にわたって試みてきた仕事です。この新しいマップは、宇宙の他の神秘的なもの、つまりダークエネルギー、および宇宙の初期の形成期にそれが果たした役割についての手掛かりを提供する可能性もあります。
JPLのDan Coeが率いるチームは、ハッブルを使って22億光年離れたAbell 1689を調べました。クラスターの重力は、主に暗黒物質に由来し、宇宙の拡大鏡のように機能し、背後にある遠方の銀河からの光を曲げて増幅します。重力レンズ効果と呼ばれるこの効果は、これらの銀河の複数のゆがんだ大きく拡大された画像を生成し、銀河が歪んでぼやけて見えるようにします。歪んだ画像を研究することにより、天文学者はクラスター内の暗黒物質の量を推定しました。クラスターの重力が可視銀河からのものである場合、レンズ効果による歪みははるかに弱くなります。
彼らが発見したことは、暗黒エネルギーの押し込みが成長を阻害する前に、銀河団が予想よりも早く形成された可能性があることを示唆しています。
暗黒エネルギーは、銀河間の空間を伸ばすことによって銀河を互いに離し、それによって銀河団と呼ばれる巨大な構造の形成を抑制します。天文学者がこの原始的な綱引きを調査できる1つの方法は、クラスター内の暗黒物質の分布をマッピングすることです。
「レンズ付きの画像は大きなパズルのようなものです」とコー氏は語った。 「ここで、私たちは初めて、Abell 1689の質量を配置して、これらの背景の銀河すべてを観測された位置にレンズ化する方法を見つけました。」 Coeはこの情報を使用して、以前よりも高解像度のクラスターの暗黒物質分布のマップを作成しました。
Coeと彼の共同研究者は、より高い解像度の質量マップに基づいて、構造成長のコンピューターシミュレーションに基づいて、Abell 1689のコアが暗黒物質においてそのサイズのクラスターで予想されるよりもはるかに高密度であることを示す以前の結果を確認します。 Abell 1689は、同様に密度の高いコアを備えていることが判明している他のよく研究されたクラスタに参加します。宇宙の歴史の初期に暗黒エネルギーが押し寄せたことで、すべての銀河団の成長が妨げられるため、この発見は驚くべきものです。
「したがって、今日見られる数に達するには、数十億年前に銀河団が形成されていなければならなかったでしょう」とコー氏は語った。 「以前は、宇宙は小さく、暗黒物質でより密集していた。エイベル1689は、初期の宇宙でそれを取り巻く高密度の物質によって誕生時に十分に供給されたようです。クラスターは、大人の生活を通じてこの大部分を運び、今日私たちが観察するように現れました。」
天文学者は、暗黒エネルギーの影響の可能性を確認するために、より多くのクラスターを研究することを計画しています。巨大な銀河団の暗黒物質を分析する主要なハッブルプログラムは、ハッブル（CLASH）によるクラスターレンズと超新星の調査です。この調査では、望遠鏡は25クラスターを今後3年間で合計1か月間調査します。 CLASHクラスターが選択された理由は、強力なX線放出があり、大量の高温ガスが含まれていることを示しています。この豊富さは、クラスターが非常に大きいことを意味します。これらのクラスターを観察することにより、天文学者は暗黒物質の分布をマッピングし、初期のクラスター形成、および場合によっては初期の暗黒エネルギーのより決定的な証拠を探します。
