En Hubble-undersøgelse af galakse-klynger viser MACS 1206, hvis mørke stof vrider fjerne lysstråler.
Astronomer har brugt Hubble-rumteleskopet til at fange et billede af galakse-klyngen MACS J1206.2-0847 - eller MACS 1206, for kort. Den tilsyneladende forvrængning af fjerne galakser på baggrund af billedet er forårsaget af et usynligt stof kaldet mørkt stof, hvis tyngdekraft bøjer og forvrænger deres lysstråler.
Billedet af MACS 1206, frigivet af NASA / ESA den 13. oktober 2011, er en del af en ny undersøgelse af galakse klynger fra CLASH-teamet (The Cglans LEnsing ENnd Supernova undersøgelse med Hubble), der har observeret seks af 25 klynger af galakser målrettet til undersøgelse. Undersøgelsen giver astronomer mulighed for at konstruere detaljerede mørkestofkort over flere galakse-klynger end nogensinde før.
Klik på billedet for en udvidet visning.
Tyngdekraften af mørkt stof bøjer og forvrænger lyset fra fjerne galakser i dette Hubble-billede af galakse-klyngen MACS 1206. Billedkredit: NASA / ESA et al.
Astronomer bruger mørkestofkort for at teste tidligere, men overraskende resultater, der antyder, at mørkt stof er tættere pakket inde i klynger, end nogle modeller forudsiger. Dette kan betyde, at galakse klynger samlet tidligere, end mange forskere har troet.
Den mørke stof i universet kan kun opdages ved at måle, hvordan dens tyngdekraft trækker på synlig stof og snor sig om rumtidens stof som et messespejl.
Galaxy-klynger som MACS 1206 er perfekte laboratorier til at studere mørkstofs gravitationseffekter, fordi de er de mest massive strukturer i universet, der holdes sammen af tyngdekraften.På grund af deres enorme tyngdekraft trækker klyngerne op som kæmpe kosmiske linser og forstærker, forvrænger og bøjer ethvert lys, der passerer gennem dem - en effekt kendt som gravitationslinse.
Linseeffekter kan også producere flere billeder af det samme fjerne objekt, som det er tydeligt på Hubble-billedet ovenfor. Især bliver de tilsyneladende antal og former på de fjerne galakser langt ud over en galakse-klynge forvrænget, når lyset passerer igennem, hvilket giver en synlig måling af, hvor meget masse der er i den mellemliggende klynge, og hvordan det fordeles.
Hubble-rumteleskopet ser nærmere på 25 galakse-klynger. Billedkredit: NASA / ESA
De betydelige linseforvrængninger er et bevis på, at den dominerende massekomponent i klyngerne er mørk stof. Forvrængningerne ville være langt svagere, hvis klyngenes tyngdekraft kun kom fra synligt stof.
MACS 1206 ligger fire milliarder lysår fra Jorden. Hubble har hjulpet CLASH-astronomer med at afdække 47 flere billeder af 12 nyligt identificerede fjerne galakser. At finde så mange flere billeder i en klynge er en unik mulighed for Hubble.
I mellemtiden foretager Det Europæiske Sydlige Observatoriums Very Large Telescope spektroskopiske observationer af klyngerne: Instrumenter opdeler galaksernes lys i deres komponentfarver og lader forskerne drage konklusioner om mange af egenskaberne ved klyngalakserne, herunder deres afstand og kemiske makeup .
CLASH-undersøgelsen, der drager fordel af to af Hubbles kraftfulde kameraer, dækker et bredt bølgelængdeområde, fra ultraviolet til næsten infrarødt.
Astronomer har brug for de forskellige farver for at estimere afstanden til de linsede galakser og for at studere dem mere detaljeret.
Den æra, hvor de første klynger blev dannet, er ikke nøjagtigt kendt, men skønnes at være mindst ni milliarder år siden og muligvis så langt tilbage som for 12 milliarder år siden. Hvis de fleste af klyngerne i CLASH-undersøgelsen viser sig at have for høje ophobninger af mørkt stof i deres centrale kerner, kan de give nye ledetråder om oprindelsen af struktur i universet.
Nederste linje: CLASH-teamet, der anvender Hubble-rumteleskopet, har påbegyndt en undersøgelse af galakse-klynger med det formål at studere gravitationsvridningseffekten af mørkt stof. NASA / ESA frigav billedet den 13. oktober 2011.