Kosmiczny Teleskop Jamesa Webba (JWST) stworzył najbardziej szczegółową jak dotąd mapę ciemnej materii, odsłaniając niewidzialne struktury leżące u podstaw widzialnego Wszechświata. Podczas gdy oszałamiające obrazy JWST ujawniają odległe galaktyki, astronomowie skierowali teraz swoje obserwacje do wewnątrz, śledząc subtelne zniekształcenia spowodowane przez ciemną materię – substancję, która stanowi 85% masy Wszechświata, ale pozostaje niewykrywalna tradycyjnymi metodami.
Niewidzialny Wszechświat staje się wyraźniejszy
Ciemnej materii nie obserwuje się bezpośrednio; nie oddziałuje ze światłem. Zamiast tego o jego obecności wnioskuje się na podstawie efektów grawitacyjnych. Podobnie jak szklana soczewka załamuje światło, tak ciemna materia zagina czasoprzestrzeń, subtelnie zmieniając ścieżki fotonów przemieszczających się z odległych galaktyk na Ziemię. Zjawisko to, zwane słabym soczewkowaniem grawitacyjnym, umożliwia naukowcom mapowanie rozmieszczenia ciemnej materii poprzez analizę sposobu, w jaki zniekształca ona obrazy JWST.
Najnowsza mapa, zbudowana na podstawie obserwacji pola COSMOS (dobrze zbadanego obszaru nieba), szczegółowo przewyższa wcześniejsze wysiłki, mimo że obejmuje mniejszy obszar niż wcześniejsze badania. Nowe dane ujawniają skupiska ciemnej materii zbyt małe, aby mogły zostać wykryte przez starsze teleskopy, takie jak Hubble. Ta zwiększona rozdzielczość ma kluczowe znaczenie, ponieważ pozwala naukowcom badać rolę ciemnej materii we wczesnym Wszechświecie, w erze znanej jako „kosmiczne południe”, kiedy galaktyki powstawały szybko.
Dlaczego to ma znaczenie: zrozumienie struktury wszechświata
To odkrycie to nie tylko udoskonalenie mapy; jest to zrozumienie ewolucji wszechświata. Uważa się, że ciemna materia jest strukturą grawitacyjną, na której powstały galaktyki i większe struktury. Badając jej rozmieszczenie w różnych momentach historii kosmosu, naukowcy mogą przetestować teorie dotyczące łączenia się i wzrostu galaktyk na przestrzeni miliardów lat.
„Wcześniej prowadziliśmy tylko symulacje ciemnej materii i zawsze chciałem ją zobaczyć… Lubię słabe soczewkowanie, ponieważ pozwala nam zobaczyć to, co niewidzialne”. — Catherine Heymans, Uniwersytet w Edynburgu
Perspektywy na przyszłość: poszerzanie mapy
Obecna mapa, choć szczegółowa, to dopiero początek. Nadchodzące misje, takie jak Euclid Europejskiej Agencji Kosmicznej i Teleskop Rzymski Nancy Grace NASA, mają na celu rozszerzenie tych obserwacji na znacznie większe obszary nieba. Tymczasem projekty naziemne, takie jak Dark Energy Survey i Vera C. Rubin Observatory również wykorzystują słabe soczewkowanie do badania ciemnej materii i ekspansji Wszechświata.
Ta nowa mapa potwierdza długo utrzymywaną hipotezę: ciemna materia istnieje i kształtuje kosmos w sposób, który dopiero zaczynamy rozumieć. W miarę postępu technologii astronomowie będą w dalszym ciągu udoskonalać te mapy, wyostrzając niewidzialny wszechświat i potencjalnie odkrywając tajemnice jego najbardziej tajemniczego składnika.
