Pressmeddelande

Enormt nytt kartläggningsprojekt ska lära oss mer om mörk materia

Första resultaten från VST:s kartläggning KiDS

9 juli 2015

De första resultaten har släppts från en ny stor kartläggning av mörk materia i den södra hemisfären med hjälp av ESO:s VLT Survey Telescope (VST) vid Paranalobservatoriet i Chile. VST:s kartläggning KiDS gör det möjligt för astronomer att göra noggranna mätningar av mörk materia, mörk energi, strukturer i galaxhalon, och hur galaxer och hopar utvecklas. De första resultaten från KiDS visar hur de observerade galaxernas egenskaper bestäms av de osynliga enorma klumpar av mörk materia som omsluter dem.

Cirka 85% av all materia i universum är mörk [1], och består av material som partikelfysiker inte ännu förstått sig på. Fastän det inte sänder ut eller absorberar ljus, kan astronomer upptäcka denna mörka materia genom effekterna det har på stjärnor och galaxer, mer specifikt från dess gravitationella dragningskraft. Ett stort nytt project som använder sig av ESO:s kraftfulla kartläggningsteleskop visar nu tydligare än någonsin tidigare förhållandet mellan denna mystiska mörka materia och de ljusa galaxer som vi kan observera [2].

Projektet, som fått namnet Kilo-Degree Survey (KiDS), använder sig av bilder från VLT:s kartläggningsteleskop och dessa enorma kamera, OmegaCAM. Teleskopen är placerade vid ESO:s Paranalobservatorium i Chile och tillägnade till att kartlägga natthimlen i synligt ljus – och de kompletteras av kartläggningsteleskopet VISTA som observerar i infrarött ljus. Ett av de främsta målen med VST är att kartlägga den mörka materian och sedan använda dessa kartor för att förstå den mystiska mörka energin som gör att universums expansion accelererar.

Bästa sättet för att hitta var den mörk materian ligger är genom gravitationslinsning, gravitationens krökning av ljus. Genom att studera denna effekt är det möjligt att kartlägga var gravitationen är som starkast, och därmed vart materian, inklusive den mörka materian, ligger.

Som en del av den första omgången av artiklar har det internationella KiDS teamet av forskare, ledda av Koenraad Kuijken vid Leidenobservatoriet i Nederländerna [3], använt denna metod för att analysera bilder från mer än 2 miljoner galaxer, med typiska avstånd på 5,5 miljarder ljusår [4]. De studerade förvrängningen av ljuset från dessa galaxer, som kröks när det passerar förbi massiva klumpar av mörk materia på sin väg till jorden.

De första resultaten kommer från bara 7% av det totala området som ska kartläggas, och är koncentrerat på att kartlägga hur mörk materia är distribuerad inom galaxgrupper. De flesta galaxer återfinns i grupper – inklusive Vintergatan, som är en del av den Lokala gruppen – och att förstå hur mycket mörk materia de innehåller är ett viktigt test av hur galaxer bildas i den kosmiska spindelväven. Från den gravitationella linsningseffekten visar det sig att dessa grupper innehåller mer än 30 gånger mer mörk materia jämfört med synlig materia.

Massimo Viola, astronom vid Leidenobservatoriet i Nederländerna, är förstaförfattare till en av de första artiklarna från KiDS.

– Det är intressant hur de ljusaste galaxerna nästan alltid ligger i mitten av klumpen av mörk materia, säger han.

Koenraad Kuijken tillägger:

– Denna förutsägelse utifrån teorin om hur galaxer bildas, att galaxgrupper fortsätter att suga till sig galaxer som staplas upp i mitten, har aldrig tidigare demonstrerats så tydligt av observationer, säger han.

Fynden är bara början på ett stort program för att utnyttja de enorma mängder av data som kommer från kartläggningsteleskopen. Alla data görs nu tillgänglig för forskare världen över genom ESO:s arkiv.

Kartläggningen KiDS kommer att bidra till att ytterligare öka vår förståelse av mörk materia. Att kunna förklara mörk materia och dess effekter skulle innebära ett stort genombrott inom fysiken.

Noter

[1] Astronomer har kommit fram till att den totala massan/energin i universum är uppdelad i proportionerna 68% mörk energi, 27% mörk materia och 5% “normal” materia. Så 85% är relaterade till andelen av “materia” som är mörk.

[2] Beräkningar med superdatorer visar hur ett universum som är fyllt med mörk materia utvecklas: med tiden klumpar mörk materia ihop sig till stora kosmiska spindelvävstrukturer, och galaxer och stjärnor bildas när gasen sugs in där koncentrationen av mörk materia är som tätast.

[3] I teamet bakom KiDS finns forskare från Nederländerna, Storbritannien, Tyskland, Italien och Kanada.

[4] Forskarteamet använde sig också av en 3D-karta av galaxgrupper från projektet GAMA (Galaxy And Mass Assembly) som skapats utifrån omfattande observationer med Anglo-Australian Telescope.

Mer information

Resultaten presenteras i en serie artiklar som publiceras av flera ledande tidsskrifter. En lista finns här.

Länkar

• Länkar till forskningsartiklarna

• Bilder på VST

Kontakter

Tobias Albertsson
Max-Planck-Institut für Radioastronomie
Bonn, Tyskland
Mobil: 0049 176 9927 9869
E-post: tobias.astronom@gmail.com

Koen Kuijken
Leiden Observatory
Leiden, The Netherlands
Tel: +31 71 527 5848
Mobil: +31 628 956 539
E-post: kuijken@strw.leidenuniv.nl

Massimo Viola
Leiden Observatory
Leiden, The Netherlands
Tel: +31 71 527 8442
E-post: viola@strw.leidenuniv.nl

Lars Lindberg Christensen
Head of ESO ePOD
Garching bei München, Germany
Tel: +49 89 3200 6761
Mobil: +49 173 3872 621
E-post: lars@eso.org

Connect with ESO on social media