Дослідники Rutgers розкрили унікальні «відбитки пальців», які розкривають, як ці космічні системи розширюються та розвиваються.
Група вчених на чолі з Університетом Рутгерса знайшла нові докази того, як ростуть галактики, використовуючи підказки, приховані у небаченій рамці Всесвіту, що формуються темною речовиною.
Висновки, опубліковані в Листи астрофізичних журналівґрунтується на тому, що команда описує як найбільшу колекцію коли-небудь Lyman-Alpha Semitaters, спеціального типу галактики. Відстежуючи, як ці галактики скупчилися протягом мільярдів років, дослідники отримали нове розуміння того, як галактики пов’язані з навколишньою темною речовиною та як вони змінюються у міру віку Всесвіту.
“Аналіз цих відбитків пальців дає нам зрозуміти масу темної речовини, що оточує галактики”, – сказав Ерік Гавізер, видатний професор кафедри фізики та астрономії в школі мистецтв та наук Рутгерса та автора дослідження. «Маси темної речовини, виявлені цим дослідженням, узгоджуються з ідеєю, що галактики, що випромінюють Ліман-Альфа, перетворилися на сучасні галактики, як наші власні Чумацький Шлях“.
Робота команди вивчала широкі польові зображення з трьох окремих етапів історії Всесвіту, недовго після Великий вибух. Те, що вони виявили, були прозорими, відбитковими візерунками, які виявили, де темна речовина найбільш сильно сконцентрована.
Невидимий клей космосу
Темна речовина, таємнича речовина, яка не випромінює світло чи енергію, не може бути помічена, але становить більшу частину справи у Всесвіті, на думку вчених. Вони знають, що темна речовина існує, оскільки її тяжкість впливає на те, як рухаються галактики та як ці величезні космічні системи розташовані в космосі.
Дослідження під керівництвом докторанта Рутгерса Дані Еррера використовувало дані з опитування ODIN (сто квадратних градусів у вузькосмугові зв’язки), який є великим астрономічним проектом, призначеним для аналізу понад 100 000 галактик, що випромінюють Ліман-Алфа.
Дослідники зосереджувались на даних, взяті з регіону неба, відомого як глибоке поле дослідження космічної еволюції (Cosmos), в одному з найбільших опитувань глибокого неба, що коли-небудь проводили. Дивлячись глибоко в космос і в далеке минуле, вони переглянули три часові періоди, приблизно 2,8 мільярда, 2,1 мільярда та 1,4 мільярда років після великого вибуху. У ці періоди галактики Ліман-Альфа Ематтер були молодими та активно формували зірки, що робить їх ідеальними маркерами для навчання. Вони також містять водневий газ, який випромінює спеціальне сяйво, що дозволяє вченим виявити велику кількість їх у віддаленому Всесвіті.
“Ми хотіли знайти темну речовину, чия гравітація спонукає галактики злиття та росту”, – сказала Еррера. “Розуміння, де воно є і як розвивалося, допомагає нам зрозуміти, як розвивався сам Всесвіт”.
Темна речовина відіграє вирішальну роль у формуванні галактики, виступаючи як гравітаційний «клей», який допомагає зібрати газ, щоб утворити галактики, сказала Еррера. Його невидима маса створює глибокі свердловини в космосі, де галактики можуть рости, зливати та еволюціонувати, утворюючи масштабну структуру Всесвіту.
“Ми використовували скупість цих галактик, щоб визначити, де темна речовина є найгустішою”, – сказав Гавізер. “Візуалізація цього за допомогою контурової карти, дуже так, як показує пішохідна карта висоти, дозволяє нам спостерігати” відбитки пальців “темної речовини у далекому Всесвіті”.
Рідкісний погляд на галактики Ліман-Альфа
Один результат виділявся. Три відсотки до 7% щільних областей темної речовини, здатних приймати галактики, містять галактики, що випромінюють Ліман-альфа, вони виявили. Це означає, що галактики, що випромінюють Ліман-альфа, представляють невеликий відсоток галактик, що утворюються там, де темна речовина є найгустішою. Низький відсоток натяків на те, що галактики спостерігалися під час короткочасної фази, що світиться при світлі Лімана-альфа для десятків до сотень мільйонів років.
Для розкриття цих результатів дослідники використовували методику під назвою кластеризація, яка вимірює, як галактики згруповані порівняно з випадковими розподілами. Вони обчислили функцію кутової кореляції, метод підрахунку пар галактик.
Це дослідження, за словами вчених, не лише поглиблюють розуміння еволюції галактики, але й допомагають вченим уточнити моделі структури Всесвіту. По мірі того, як опитування Одіна триває, майбутні дослідження розширяться на більше галактик, пропонуючи більш повне уявлення про космічну мережу, сказали вони.
“Хоча невидимі для наших телескопів, Темна речовина формує Всесвіт завдяки взаємодії з видимим матеріалом”, – сказав Гавізер. “Хоча деякі намагаються зрозуміти, що це таке, інші, як ця дослідницька група, намагаються зрозуміти, де це і що це означає щодо еволюції Всесвіту”.
Довідка: “Одін: кластеризаційний аналіз 14 000 галактик, що випромінюють LYα, при z = 2,4, 3,1 та 4,5” Данісбел Еррера, Ерік Гавізер, Барбара Бенда, Ніколь М. Фірестоне, Вандана Рамакришнан, Беонга Мун, Кюн-Су Лі, Марая, Марая, Марая, Марая, Марієя, Франсіско Валдес. Робін Кіардулло, Каріл Гронволл, Люсія Гуїта, Хо Сеонг Хван, Джейкоб Кеннеді, Анкіт Кумар та Енн Забудофф, 28 липня 2025, Листи астрофізичних журналів.
Doi: 10.3847/2041-8213/adec82
Фінансування: Національний науковий фонд США, Національний науково -дослідний фонд Кореї
Ніколи не пропустіть прорив: приєднуйтесь до інформаційного бюлетеня ScitechDaily.
Слідкуйте за нами в Google, Discover та News.
