Oto najstarsza ciemna materia, jaką zobaczył człowiek. Jest dowodem na coś ważnego o początku Wszechświata

Nadal niewiele wiadomo o ciemnej materii. Jej obecność wynika bardziej z obliczeń niż z empirycznych doświadczeń. Ponadto tym trudniej dostrzec jej istnienie, kiedy światło sąsiadujących z nią gwiazd jest coraz ciemniejsze. Naukowcom z Japonii i USA udało się jednak „dostrzec” ciemną materię, która pochodzi z początkowego etapu rozwoju Wszechświata – jest ona najpewniej najstarszą, jaką udało się zbadać człowiekowi.
czarna dziura
Zdjęcie ilustracyjne czarnej dziury

Zespół badaczy z Japonii i USA opublikował w czasopiśmie Physical Review Letters wyniki obserwacji mikrofalowego promieniowania tła (ang. CMB, cosmic mikrowave background). Zwane inaczej promieniowaniem reliktowym, jest ono pozostałością po wczesnym etapie ewolucji Wszechświata i okresie rekombinacji elektronów i protonów.

CMB prawie nie oddziałuje z cząstkami materii i jednorodnie wypełnia cały Wszechświat. Pomimo tego dzisiaj naukowcy są w stanie wykorzystywać subtelne zmiany (fluktuacje) w promieniowaniu reliktowym, aby sprawdzić prawdziwość wielu hipotez na temat początkowego etapu rozwoju Wszechświata.

Czytaj też: Czy ciemna materia składa się z pierwotnych czarnych dziur? Już niebawem będzie można to zbadać

Jednakże wykorzystanie CMB do oszacowania średniej masy odległych galaktyk i tym samym rozmieszczenia otaczającego ich halo ciemnej materii było czymś kompletnie nowym i innowacyjnym. Tego zadania podjął się japońsko-amerykański zespół naukowców.

Jasna i ciemna materia sprzed 12 mld lat

Skupili się oni na konkretnej grupie bardzo odległych galaktyk gwiazdozbiórczych zwanych galaktykami z załamaniem Lymana. Próba zawierała aż 1,5 miliona tego typu obiektów zebranych w ramach strategicznego programu badawczego Hyper Suprime-Cam Subaru. Następnie przeprowadzili analizę wzorca dla CMB zaobserwowanego przez satelitę Planck należącą do Europejskiej Agencji Kosmicznej.

Czytaj też: Ciemna materia we Wszechświecie jest zaskakująco gładka. Naukowcy opracowali jej kosmiczną mapę

Wyniki analizy przyniosły spodziewaną, typową halo masę dla galaktyk liczących 12 miliardów lat. Jak zaznaczają naukowcy, materia wówczas była raczej inna niż ta, którą można obserwować z bliższych odległości. Co ciekawe, badacze również dodają, że w tamtym czasie skupienie materii było mniejsze niż przewidują to dotychczasowe modele. Jest to ważna uwaga, bo być może odkrywając coraz starsze sekrety Wszechświata, stosujemy złe punkty odniesienia – powiedzieli autorzy badań.

Uczeni przyznają, że ich odkrycie jest wciąż owiane sporą dozą niepewności i wątpliwości. Niemniej nadali oni zupełnie nowy tor badań nad początkiem Wszechświata i wyjaśnianiem pochodzenia ciemnej materii.