Astrofisikawan Menghasilkan Resolusi Tinggi Peta Dark Matter

TOPIK: AstronomyAstrophysicsDark MatterHubble Ruang TelescopeYale Universitas

1 Maret 2017

Sebuah tim astrofisikawan telah menghasilkan salah satu peta resolusi tertinggi materi gelap sampai saat ini, menawarkan kasus rinci untuk keberadaan materi gelap dingin.

Peta materi gelap berasal dari data Hubble Space Telescope Frontier Bidang trio kluster galaksi yang bertindak sebagai kaca pembesar kosmik untuk mengintip ke yang lebih tua, bagian yang lebih jauh dari alam semesta, sebuah fenomena yang dikenal sebagai lensa gravitasi.

Yale astrofisikawan Priyamvada Natarajan memimpin tim peneliti internasional yang menganalisa gambar Hubble. "Dengan data tiga cluster lensing ini kami telah berhasil memetakan granularity dari materi gelap dalam cluster secara rinci indah," kata Natarajan. "Kami telah memetakan semua gumpalan materi gelap bahwa data memungkinkan kita untuk mendeteksi, dan telah menghasilkan peta topologi paling rinci dari lanskap materi gelap sampai saat ini."

Para ilmuwan percaya materi gelap - berteori, partikel tak terlihat bahwa baik mencerminkan atau menyerap cahaya, tetapi mampu mengerahkan gravitasi - dapat terdiri 80% dari materi di alam semesta. materi gelap dapat menjelaskan sifat bagaimana galaksi terbentuk dan bagaimana alam semesta terstruktur. Eksperimen di Yale dan di tempat lain sedang berusaha untuk mengidentifikasi partikel materi gelap; kandidat terkemuka termasuk axions dan neutralinos.

"Sementara kita sekarang memiliki persediaan kosmik yang tepat untuk jumlah materi gelap dan bagaimana didistribusikan di alam semesta, partikel itu sendiri tetap sulit dipahami," kata Natarajan.

partikel materi gelap diduga memberikan massa tak terlihat yang bertanggung jawab untuk lensa gravitasi, dengan menekuk cahaya dari galaksi jauh. lentur cahaya ini menghasilkan distorsi yang sistematis dalam bentuk galaksi dilihat melalui lensa. Kelompok Natarajan ini diterjemahkan distorsi untuk menciptakan peta materi gelap baru.

Secara signifikan, peta sangat cocok simulasi komputer dari materi gelap secara teoritis diprediksi oleh model materi gelap dingin; dingin bergerak materi gelap lambat dibandingkan dengan kecepatan cahaya, sedangkan materi gelap panas bergerak lebih cepat. Perjanjian ini dengan model standar penting mengingat bahwa semua bukti untuk materi gelap sejauh ini tidak langsung, kata para peneliti.

simulasi resolusi tinggi yang digunakan dalam studi, yang dikenal sebagai Illustris suite, pembentukan struktur meniru di alam semesta dalam konteks teori yang diterima saat ini. Sebuah studi merinci temuan muncul 28 Februari di Pemberitahuan Bulanan jurnal dari Royal Astronomical Society.

peneliti Yale lain yang terlibat dalam penelitian ini adalah mahasiswa pascasarjana Urmila Chadayammuri dan Fangzhou Jiang, anggota fakultas Frank van den Bosch, dan mantan rekan postdoctoral Hakim Atek. co-penulis lain berasal dari lembaga di seluruh dunia: Mathilde Jauzac dari Inggris dan Afrika Selatan; Johan Richard, Eric Jullo, dan Marceau Limousin dari Perancis; Jean-Paul Kneib dari Swiss; Massimo Meneghetti dari Italia; dan Illustris simulator Annalisa Pillepich, Ana Coppa, Lars Hernquist, dan Mark Vogelsberger dari Amerika Serikat.

Penelitian ini didukung sebagian oleh dana dari National Science Foundation, Sains dan Teknologi Fasilitas Council, dan NASA melalui inisiatif Space Telescope Institute HST Frontier Fields.

Publikasi:. Priyamvada Natarajan, et al, "Pemetaan substruktur dalam lensa klaster HST Frontier Fields dan dalam simulasi kosmologis, MNRAS, 2017; doi: 10,1093 / mnras / stw3385