Tumšā matērija, šķiet, ļoti ilgu laiku ir pieturējusies pie galaktikām. Lielākajai daļai galaktiku, kas pastāvēja pirms 10 miljardiem gadu, bija apmēram tikpat daudz tumšās vielas kā mūsdienās, kas ir pretrunā ar iepriekšējiem pētījumiem, kas liecina, ka agrīnā Visuma galaktikās ir mazāk tumšās vielas.
"Tumšā matērija bija tikpat bagātīga zvaigznēs veidojošās galaktikās tālā pagātnē, kā tā ir mūsdienās,"sacīja Alfrēds Tileijs, Anglijas Drehemas universitātes astronoms un galvenā pētījuma autors. Pētījums nesen tika iesniegts žurnālā" Monthly Notices of the Royal Astronomical Society "un publicēts 16. novembrī pirmsdrukas žurnālā arXiv." Tas nebija " Tas bija pilnīgs pārsteigums, taču patiesībā mēs nezinājām, vai novērojamā realitāte sakrīt ar teorijas cerībām. "
Tumšā matērija veido apmēram 85 procentus no kopējās masas mūsu zināmajā Visumā, taču noslēpumainā viela nav mijiedarbībā ar gaismu, atstājot zinātniekus tumsā par tās precīzo būtību. Tātad, tā vietā, lai to apskatītu, astronomi jāpaļaujas uz tumšās matērijas gravitācijas vilkmi uz parasto matēriju, ko sauc par baronisko matēriju, kas veido zvaigznes, miglas un planētas, kuras mēs redzam nakts debesīs, kā arī visus kokus, klintis un cilvēkus uz Zemes.
Ap galaktikām tumšā matērija mēdz salikt halos; astronomi to atklāja, izmērot galaktiku griešanās ātrumu. Saskaņā ar Ņūtona gravitācijas likumu zvaigznēm galaktikas nomalē vajadzētu rotēt daudz lēnāk nekā tām, kas atrodas centrā. Bet 60. gados astronomi Piena ceļa malā atrada ātras piepilsētas zvaigznes, kas deva mājienu papildu vielām, kas slēpjas ārpus šo zvaigžņu galaktiskajām orbītām.
Kopš tā laika pētījumos ir izmērīti tūkstošiem rotācijas ātrumu visā Visumā, apstiprinot šo tumšās vielas halosu klātbūtni.
Jaunajā pētījumā pētnieki izmantoja datus no diviem 1500 zvaigžņu veidojošu galaktiku apsekojumiem, lai aprēķinātu galaktiku rotācijas ātrumu 10 miljardus gadu atpakaļ. Precīzi izmērīt galaktisko rotāciju tālu kosmiskajā pagātnē ir grūti, jo šīs senās galaktikas ir neticami tālu un vājas. Tātad zinātnieki aprēķināja vidējo vērtību, sagrupējot galaktikas pēc attāluma un pēc tam apvienojot to gaismu.
"Mūsu aprēķinātais tumšās vielas daudzums galaktikās ir vidējais rādītājs visiem iedzīvotājiem katrā laikmetā," Tiley stāstīja Live Science. "Tumšās vielas daudzums atsevišķās galaktikās var ievērojami atšķirties."
Ņemot vērā galaktiku masu un blīvumu, pētnieki atrada gandrīz ekvivalentus tumšās vielas daudzumus galaktikās, kas pastāvēja jau sen mūsu kosmiskajā pagātnē, kā galaktikām mūsu lokālajā Visumā.
Bet ne visi ir pilnībā pārliecināti. Rezultāti ir pretrunā ar iepriekšējiem pētījumiem, kas atklāja, ka agrīnā Visuma galaktikās ir mazāk tumšās vielas nekā jaunākās galaktikās. Šajos pētījumos apskatīja daudz masīvākas atsevišķas galaktikas un izmantoja citu modeli, lai secinātu tumšās vielas daudzumu.
"izmanto tikai vienu no četrām neatkarīgajām pieejām, kuras mēs bijām pieraduši pie sava secinājuma," Livehard pastāstīja Reinhards Genzels, viena no iepriekšējiem pētījumiem vadošais autors un Max Planck ārpuszemes fizikas institūta astronoms Garchingā, Vācijā.
Tileijs atklāja, ka viņa komandas rezultāti ir ļoti atkarīgi no modeļa, kuru viņi izmantoja. Galu galā viņš izvēlējās izmantot modeli, kuru viņš un viņa kolēģi uzskatīja par reprezentatīvāku zemas masas galaktikām, kuru dēļ zinātnieki uzskata, ka tie pārsvarā bija agrīnā laikmetā.
Datorsimulācijas liek domāt, ka ļoti lielas masas galaktikas, līdzīgas tām, kuras pētījis Genzels, tālākajā Visumā ir reti sastopamas. "Šķiet, ka rezultāti attiecas uz ļoti masīvām galaktikām šajā tālajā laikmetā, bet tās var nebūt reprezentatīvas galaktikām ar salīdzinoši zemāku zvaigžņu masu, piemēram, tām, kuras mēs pētījām savā darbā," Tiley stāstīja Live Science.
Jaunie rezultāti atbilst tam, ko varētu sagaidīt no dominējošā "lambda aukstās tumšās" matērijas modeļa, kas apraksta mūsu Visumu. Šis modelis izskaidro, kā Visums ir strukturēts un kāpēc tas paplašinās arvien straujāk.
