Nowe badania dostarczają dowodów na to, że ciemna materia odgrywała kluczową rolę w kształtowaniu wczesnego Wszechświata. Już w latach 70. XX wieku astronomowie zauważyli, że zewnętrzne części galaktyk obracają się szybciej, niż wynikałoby to z ich widocznej masy. Oznaczało to, że wokół nich musi istnieć niewidzialna substancja – ciemna materia. Vera C. Rubin, której imieniem nazwano obserwatorium Vera C. Rubin Observatory, była jedną z pierwszych osób sugerujących, że ciemna materia miała ogromny wpływ na ewolucję galaktyk.

Naukowcy od dawna podejrzewali, że halo ciemnej materii istniało już wkrótce po Wielkim Wybuchu i odegrało istotną rolę w formowaniu się pierwszych galaktyk. Niedawno międzynarodowy zespół badaczy zbadał centralne regiony dwóch galaktyk sprzed 13 miliardów lat, co potwierdziło, że ciemna materia dominowała w ich halo. Odkrycie to pozwala lepiej zrozumieć wczesne etapy ewolucji kosmosu.

Badania prowadzone były przez Qinyue Feia, doktoranta i badacza wizytującego z Uniwersytetu Pekińskiego, oraz jego współpracowników z Instytutu Fizyki i Matematyki Wszechświata Kavli (Kavli IPMU) na Uniwersytecie Tokijskim. W zespole znaleźli się również naukowcy z Uniwersytetu Johnsa Hopkinsa, Instytutu Astronomii i Astrofizyki Kavli w Pekinie oraz Instytutu Kosmologii Kavli w Cambridge. Wyniki ich badań opublikowano 5 lutego w czasopiśmie „The Astrophysical Journal”.

Dzięki danym z teleskopu Atacama Large Millimeter/submillimeter Array (ALMA) naukowcy byli w stanie zobrazować linie emisyjne zjonizowanego węgla (C II) w dwóch odległych galaktykach. Pozwoliło im to przeanalizować dynamikę gazów w aktywnych jądrach galaktyk (AGN), w których znajdują się supermasywne czarne dziury.

Badacze wykorzystali modele matematyczne do określenia prędkości rotacji gazów i rozkładu masy w galaktykach. Użyli do tego narzędzi takich jak DysmalPy i 3DBarolo, które pozwalają na precyzyjne pomiary krzywych rotacji. Wyniki wskazały, że ciemna materia stanowiła aż 60% masy tych wczesnych galaktyk. Profesor John D. Silverman z Kavli IPMU, współautor badania, podkreśla, że stosują oni technikę podobną do tej, której używała Vera Rubin, ale tym razem do badania galaktyk z początków Wszechświata.

Wcześniejsze badania sugerowały, że w młodym Wszechświecie ciemna materia odgrywała mniejszą rolę w zewnętrznych obszarach galaktyk. Jednak najnowsze dane pokazują płaską krzywą rotacji, podobną do tej obserwowanej w masywnych galaktykach spiralnych współczesnego Wszechświata. Odkrycie to dostarcza istotnych informacji na temat relacji między ciemną materią a supermasywnymi czarnymi dziurami, pomagając wyjaśnić, jak kształtowały się galaktyki od najwcześniejszych epok kosmosu aż do dnia dzisiejszego.

Źródło: Universe Today