宇宙マイクロ波背景のゆがんだビジョン-検出可能な最も早い光-天文学者は、宇宙全体の可視および不可視物質の総量をマッピングできます。
宇宙の全物質のおよそ85パーセントは暗黒物質であり、最も強力な望遠鏡でさえも見えませんが、その引力で検出できます。
暗黒物質を見つけるために、天文学者は重力レンズ効果と呼ばれる効果を探します。暗黒物質の重力が曲がり、遠くの物体からの光を増幅するときです。その最も偏心した形で、それは遠くの宇宙物体の複数の弧状の画像をもたらします。
ただし、ここで注意点が1つあります。暗黒物質を検出するには、その真後ろに物体が存在している必要があります。 「星」を揃える必要があります。
イギリスのハートフォードシャー大学のジェームズギーチ博士が率いる最近の研究では、天文学者は代わりに宇宙マイクロ波背景（CMB）に目を向けています。
「CMBは、私たちが見ることができる最も遠い/最も古い光です」とGeach博士はSpace Magazineに語った。 「宇宙全体を照らす表面として考えることができます。」
CMBからの光子は、宇宙が380,000歳しかなかったので、地球に向かって飛んでいます。単一の光子が大量の物質に遭遇する機会があり、視線に沿って宇宙のすべての物質を効果的に調査しました。
「したがって、CMBに対する私たちの見方は、本来の見た目から少し歪んでいます。スイミングプールの底のパターンを見るのと少し似ています」とGeach博士は述べた。
CMBの小さな歪みに注目することで、宇宙全体のすべての暗黒物質を調べることができます。しかし、これだけを行うことは非常に困難です。
チームは電子レンジでの観測用に設計された10メートルの望遠鏡である南極望遠鏡で南の空を観察しました。この大規模な画期的な調査により、南の空のCMBマップが作成されました。これは、Planck衛星からの以前のCMBデータと一致していました。
介在物質による重力レンズ効果の特徴的なサインは、目視では抽出できません。天文学者は、よく発達した数学的手順の使用に依存していました。厄介な詳細については説明しません。
これにより、「私たちとCMBの間の総投影質量密度のマップが作成されました。考えてみればそれは信じられないことです。宇宙のすべての質量をCMBに直接マッピングする観測手法です」とGeach博士は説明しました。
しかし、チームはそこで分析を終えていませんでした。代わりに、クエーサーの位置でCMBレンズを測定し続けました。これは、最も初期の銀河の中心にある強力な超大質量ブラックホールです。
「クエーサーの密度が高い空の領域には、明らかに強いCMBレンズ信号があることがわかりました。これは、クエーサーが実際に大規模な物質構造に配置されていることを意味します。」ダートマス大学のRyan Hickox博士スペースマガジンに語った。
最後に、CMBマップを使用して、これらの暗黒物質ハローの質量を決定しました。これらの結果は、CMBをまったく参照せずに、クエーサーが空間でどのようにクラスター化するかを調べた以前の研究で決定された結果と一致しました。
2つの独立した測定間の一貫した結果は、強力な科学的ツールです。 Hickox博士によれば、「大規模なブラックホールが大規模な構造にどのように存在するかについて十分に理解しており、アインシュタインが正しかったこともわかります。」
この論文はAstrophysical Journal Lettersに掲載され、ここからダウンロードできます。
