Hubble-ruimtetelescoopgegevens, geanalyseerd door een Yale-astronoom met behulp van zwaartekrachtlenstechnieken, hebben een ruimtelijke kaart gegenereerd die de samengevoegde substructuur van donkere materie in clusters van sterrenstelsels laat zien.
Clusters van sterrenstelsels (ongeveer een miljoen, miljoen keer de massa van onze zon) bestaan typisch uit honderden sterrenstelsels die door zwaartekracht met elkaar zijn verbonden. Ongeveer 90 procent van hun massa is donkere materie. De rest zijn gewone atomen in de vorm van heet gas en sterren.
Hoewel er weinig over bekend is, wordt aangenomen dat koude donkere materie op alle niveaus een structuur heeft. Theoretische modellen van de klontereigenschappen zijn afgeleid van gedetailleerde simulaties met hoge resolutie van de groei van de structuur in het heelal. Hoewel eerder bewijs het 'concordantiemodel' ondersteunde? van een heelal dat grotendeels uit koude, donkere materie bestaat, was de voorspelde onderbouw nooit ontdekt.
In deze studie tonen Yale-assistent-professor astronomie en natuurkunde Priyamvada Natarajan en haar collega's aan dat er, althans in het massale bereik van typische sterrenstelsels in clusters, een uitstekende overeenkomst bestaat tussen de waarnemingen en theoretische voorspellingen van het concordantiemodel.
Door zwaartekrachtlensing te gebruiken, konden de waarnemers licht van verre melkwegstelsels visualiseren terwijl het zich op zijn weg om massa boog. Hierdoor konden de onderzoekers lichtvervormingen meten die duidden op structurele klonten in de donkere materie.
? We gebruikten een innovatieve techniek om het effect op te vangen van precies de klonten die anders zouden worden verduisterd door de aanwezigheid van massievere structuren? zei Natarajan. ? Toen we onze resultaten vergeleken met de theoretische verwachtingen van het concordantiemodel, vonden we een zeer goede overeenkomst, wat suggereert dat het model de substructuurtest doorstaat voor het massabereik waarvoor we gevoelig zijn met deze techniek.?
? Wij denken dat de eigenschappen van deze klonten een sleutel zijn tot de aard van donkere materie? wat momenteel onbekend is ,? zei Natarajan. ? De vraag blijft of deze voorspellingen en waarnemingen overeenkomen voor kleinere massa klonten die nog niet zijn ontdekt.?
Medeauteur van het onderzoek, gefinancierd door Yale University, is Volker Springel, MPA, Garching, Duitsland. Andere medewerkers zijn onder meer. Jean-Paul Kneib, LAM? OAMP, Marseille, Frankrijk, Ian Smail, University of Durham, U.K., en Richard Ellis van Caltech.
Oorspronkelijke bron: Yale News Release
