Az Ősrobbanás sugárzási maradéka, amelyet a sötét anyag torzított el 12 milliárd évvel ezelőtt. Köszönetnyilvánítás: Reiko Matsushita
A tudósok a galaxisok körüli sötét anyag természetét tárták fel, ahogyan azok 12 milliárd évvel ezelőtt kinéztek, ami több milliárd évvel távolabbi az időben, mint valaha. Eredményeik azt a kínzó lehetőséget kínálják, hogy a kozmológia alapvető szabályai eltérhetnek univerzumunk korai történetét vizsgálva. Az együttműködést a tudósok vezették
„Őrült ötlet volt. Senki sem tudta, hogy ezt megtehetjük.” — Masami Ouchic professzor
Tekintsünk egy távoli forrásgalaxist, még annál is távolabb, mint a célgalaxis, amelynek sötét anyagát vizsgálni akarjuk. Amint azt Einstein általános relativitáselmélete megjósolta, az előtérben lévő galaxis gravitációs vonzása, beleértve a sötét anyagot is, torzítja a környező teret és időt. Ahogy a forrásgalaxis fénye áthalad ezen a téridő-torzuláson, meghajlik és megváltoztatja a galaxis látszólagos alakját. Minél nagyobb a sötét anyag mennyisége, annál nagyobb a torzulás. Ezért a csillagászok meg tudják mérni az előtérgalaxist (a “lencsegalaxist”) körülvevő sötét anyag mennyiségét annak torzítása alapján.
Egy bizonyos küszöb felett azonban a tudósok problémába ütköznek. Az univerzum legmélyebb pontjain a galaxisok hihetetlenül homályosak. Ennek eredményeként minél távolabbra nézünk a Földtől, annál kevésbé lesz hatékony a gravitációs lencsés technika. Mivel a lencse torzulása a legtöbb esetben finom és nehezen észlelhető, sok háttérgalaxisra van szükség a jel észleléséhez.
A legtöbb korábbi tanulmány ugyanazon a határon ragadt. Mivel nem tudtak elég távoli forrásgalaxist észlelni a torzítás méréséhez, csak 8-10 milliárd évvel ezelőtti sötét anyagot tudtak elemezni. Ezek a korlátok nyitva hagyták a sötét anyag eloszlásának kérdését ez idő és a 13,7 milliárd évvel ezelőtti, univerzumunk kezdete közötti időszak között.
E kihívások kezelésére és a sötét anyag megfigyelésére az univerzum legtávolabbi pontjain a Hironao Miyatake, a Nagoya Egyetem munkatársa által vezetett kutatócsoport a Tokiói Egyetemmel együttműködve a Japán Nemzeti Csillagászati Obszervatóriumot és a Princeton Egyetemet használta. háttérfény forrása, maga az Ősrobbanás által kibocsátott mikrohullámú sütő.
Először is, a Subaru Hyper Suprime-Cam Survey (HSC) megfigyeléseiből származó adatok felhasználásával a csapat 1,5 millió látható fényű lencserendszert azonosított, amelyet 12 milliárd évvel ezelőtt láttak el.
Ezután, hogy a galaxis fényhiányát még távolabb is leküzdjék, a kozmikus mikrohullámú háttérből (CMB) származó mikrohullámokat, a sugárzási maradékot használták fel.