Mākslinieka iespaids par divām sadursmes galaktikām. Attēla kredīts: ESO Lai palielinātu, noklikšķiniet
Tumšā matērija ir noslēpumaina viela, kas, šķiet, veido 25% no Visuma masas. Eiropas astronomi ir izmērījuši tumšās vielas daudzumu vairākās galaktikās un secinājuši, ka liela daļa no tām ir ārpus līdzsvara; viņu iekšējās kustības ir ļoti traucētas. Tas nozīmē, ka daudzas galaktikas - pat 40% - nesen ir notikušas apvienošanās vai netālu no sadursmēm.
Pētot vairākus desmitus tālu galaktiku, starptautiska astronomu komanda atklāja, ka pirms 6 miljardiem gadu galaktikās bija tāds pats tumšās vielas daudzums attiecībā pret zvaigznēm kā tagad. Ja tas tiek apstiprināts, tas liecina par daudz ciešāku tumšās un normālās matērijas mijiedarbību, nekā ticēts iepriekš. Zinātnieki arī atklāja, ka 4 no 10 galaktikām ir ārpus līdzsvara. Šie rezultāti parādīja jaunu gaismu tam, kā veidojas un attīstās galaktikas, jo Visums bija tikai puse no tā pašreizējā vecuma.
"Tas var nozīmēt, ka sadursmes un apvienošanās ir svarīgas galaktiku veidošanā un attīstībā," sacīja Fransuā Hammers no Parīzes observatorijas Francijā un viens no komandas vadītājiem.
Zinātnieki bija ieinteresēti uzzināt, kā tālu esošās galaktikas - tātad tādas, kādas tās bija, kad Visums bija jaunāks - pārtapa par tām, kas atrodas tuvumā. Īpaši viņi vēlējās izpētīt tumšās vielas nozīmi galaktikās.
“Tumšā matērija, kas veido apmēram 25% no Visuma, ir vienkāršs vārds, lai aprakstītu kaut ko tādu, ko mēs patiesībā nesaprotam,” sacīja Hektors Floress, līdzvadītājs. "Aplūkojot to, kā griežas galaktika, mēs zinām, ka tumšajai matērijai jābūt klāt, jo pretējā gadījumā šīs gigantiskās struktūras vienkārši izšķīst."
Tuvējās galaktikās un mūsu pašu Piena ceļā par šo lietu astronomi ir noskaidrojuši, ka pastāv saistība starp tumšās matērijas daudzumu un parastajām zvaigznēm: uz katru kilogramu materiāla zvaigznē ir aptuveni 30 kilogrami tumšās vielas. Bet vai šīs attiecības starp tumšo un parasto matēriju joprojām pastāv Visuma pagātnē?
Tam bija jāmēra ātrums dažādās tālu galaktiku dažādās daļās, diezgan grūts eksperiments: iepriekšējie mērījumi patiešām nespēja noteikt šīs galaktikas pietiekami detalizēti, jo tiem bija jāizvēlas viens gala sprauga, t.i., viens virziens, pāri galaktikai.
Lietas mainījās līdz ar daudzobjektu GIRAFFE spektrogrāfa pieejamību, kas tagad ir uzstādīts ESO ļoti lielā teleskopa (VLT) 8,2 m garā Kueyen vienības teleskopā Paranal Observatory (Čīle).
Vienā režīmā, kas pazīstams kā “trīsdimensiju spektroskopija” vai “integrēts lauks”, šis instruments var iegūt paplašinātu objektu, piemēram, galaktiku vai miglāju, mazāku laukumu vienlaicīgus spektrus. Šajā nolūkā 15 izvietojami šķiedru saišķi, tā sauktie integrālo lauku bloki (IFU), sk. ESO PR 01/02, tiek izmantoti, lai rūpīgi veiktu tālu galaktiku mērījumus. Katrs IFU ir mikroskopisks, mūsdienīgs divdimensiju objektīvu bloks ar 3 x 2 arcsec2 diafragmas atvērumu debesīs. Tā ir kā kukaiņa acs ar divdesmit mikro objektīviem, kas savienoti ar optiskām šķiedrām, un kas katrā laukā reģistrēto gaismu ved uz spektrogrāfa ieejas spraugu.
“GIRAFFE uz ESO VLT ir vienīgais instruments pasaulē, kas vienlaikus spēj analizēt gaismu, kas nāk no 15 galaktikām, kas aptver gandrīz tikpat lielu skata laukumu kā pilnmēness,” sacīja Matīss Puečs, vadošais autors vienam no dokumentiem, kas iepazīstina ar rezultāti. "Katra šajā režīmā novērotā galaktika tiek sadalīta mazākos nepārtrauktos apgabalos, kur vienlaikus tiek iegūti spektri."
Astronomi izmantoja GIRAFFE, lai izmērītu vairāku desmitu tālu galaktiku ātruma laukus, kas noveda pie pārsteidzoša atklājuma, ka 40% no attālām galaktikām bija “ārpus līdzsvara” - viņu iekšējās kustības bija ļoti traucētas - iespējamā pazīme, ka tās ir joprojām parāda galaktiku sadursmju sekas.
Kad viņi aprobežojās tikai ar tām galaktikām, kuras acīmredzami ir sasniegušas līdzsvaru, zinātnieki atklāja, ka saistība starp tumšo matēriju un zvaigžņu saturu, šķiet, nav attīstījusies pēdējo 6 miljardu gadu laikā.
Pateicoties izcilajai spektrālajai izšķirtspējai, GIRAFFE arī ļauj pirmo reizi izpētīt gāzes sadalījumu atkarībā no tā blīvuma šādās tālajās galaktikās. Visievērojamākie rezultāti atklāj iespējamo gāzes un enerģijas aizplūšanu, ko izraisa intensīva zvaigžņu veidošanās galaktikā un ļoti karstu gāzu milzu reģions (HII reģions) galaktikā līdzsvara stāvoklī, kas rada daudzas zvaigznes.
"Šādu paņēmienu var paplašināt, lai iegūtu tālu galaktiku daudzu fizikālo un ķīmisko īpašību kartes, ļaujot mums detalizēti izpētīt, kā viņi visu savu mūžu samontēja masu," sacīja Fransiss Hammers. "Daudzos aspektos GIRAFFE un tā daudzintegrētais lauka režīms mums dod pirmo garšu tam, kas tiks sasniegts ar ārkārtīgi lielajiem teleskopiem nākotnē."
Oriģinālais avots: ESO ziņu izlaidums
