Synligt ljus och total massa. Den sammansatta färgbilden av PSZ2 G099.86+58.45 som utnyttjar CFHTLS g, visas, r- och i-bandbilder. Konturerna följer massfördelningen rekonstruerad från WL (vitt) och optiskt i-ljus (rött) för galaxerna med fotometrisk rödförskjutning inom ±0,06(1 + z cl ) för klustrets rödförskjutning (z cl ). Ju längre strecket, desto högre konturvärde. Kartan är centrerad på BCG, och norr är uppe. Skalstång, 1 Mpc h −1 . Kredit:(c) Natur astronomi (2018). DOI:10.1038/s41550-018-0508-y
Mörk materia halos är teoretiska kroppar inuti vilka galaxer är upphängda; glorians massa dominerar den totala massan. Dessa glorier kan inte observeras direkt, men astronomer drar slutsatsen om deras närvaro genom fenomenet gravitationslinsning – förvrängningen av bakgrundsobjekt av starka gravitationskällor som fungerar som linser. Astronomer kan till och med studera avlägsna galaxer som förstorats av gravitationslinser av närmare gravitationsobjekt.
Forskare har vetat i årtionden att klustringen av galaxer inte speglar klustringen av det mesta av materien i universum. Konceptet att galaxfördelning korrelerar med materiadensitet på en given plats i universum går tillbaka till 1984. I en galaxhop, materiafördelningen är mycket klustrad, och halos bildas vid toppen av denna distribution. Detta kallas halobias.
Halo-bias kan också utformas som förhållandet mellan den rumsliga fördelningen av galaxer och det underliggande täthetsfältet för mörk materia. Klustring förbättras i förhållande till den allmänna fördelningen av massa i klustret. Men det finns andra teoretiserade egenskaper förutom massa som kan påverka klustring; fysiker hänvisar till dessa som sekundär bias, men ansträngningarna att identifiera dem har varit ofullständiga.
Nyligen, en grupp italienska forskare publicerade en rapport i Natur astronomi på en studie av PSZ2 GO99.86+58.45, en extremt tät galaxhop med en mycket stor gravitationslinssignal. De rapporterar att systemet är extremt sällsynt inom ramen för galaktisk strukturbildning, och dess egenskaper antyder starkt effektiviteten av att förbättra andra mekanismer än massa på mörk materia halos.
Forskarna analyserade data från två allmänt tillgängliga skjuvkataloger - CFHTLenS och RCSLens. De fann att utkanten av klustret har en mycket stor gravitationslinssignal som kan spåras upp till 30 megaparsek. Dess höga signal-brus-förhållande innebär att materiadensitet i miljön vida överstiger den kosmologiska medeldensiteten. De rapporterar att den extrema tätheten av detta kluster inte enbart kan tillskrivas massan.
Dessutom, forskarna rapporterar att deras resultat stämmer väl överens med Lambdas modell för kall mörk materia (ΛCDM), som hävdar att universum innehåller en kosmologisk konstant betecknad Λ associerad med mörk energi och kall mörk materia. Kall mörk materia är en hypotetisk form av mörk materia där mörk materia partiklar rör sig långsammare än ljus. ΛCDM-modellen föreslår att strukturen i universum bildas hierarkiskt nerifrån och upp, när mindre strukturer kollapsar under påverkan av sin egen gravitation, och ständigt smälter samman till större strukturer. Det är för närvarande den gynnade modellen för strukturbildning i universum.
Forskarna avslutar med att notera nyttan av linsanalys i studien av galaxhopar. De skriver, "Nästa generations galaxundersökningar kommer rutinmässigt att utföra linsanalys av enstaka halos ut till mycket stora radier, som vi har presenterat här."
© 2018 Phys.org