Pressemeddelelse

Nyt lys på det mørke stof i nyt oversigtsarbejde

De første resultater fra VST KiDS survey

9. juli 2015

Jagten på en forklaring på det mørke stof er et skridt videre med de første resultater fra et stort oversigtsarbejde på sydhimlen. Det er med ESOs VLT Survey Telescope (VST) på Paranalobservatoriet i Chile at arbejdet er udført. "VST KiDS Survey" er titlen, og resultaterne gør det muligt for astronomerne at opmåle mængden af mørkt stof, at studere strukturen i glorierne omkring galakserne og at undersøge galaksers og galaksehobes udviklingshistorier. De første KiDSresultater viser hvordan enorme klumper af usynligt mørkt stof omkring en galakse bestemmer, hvordan galaksen ser ud.

Omkring 85% af stoffet i Universet er mørkt stof[1], og det er et stof, som fysikerne ikke véd hvad er. Selvom det ikke lyser eller opsuger lyset, kan astronomerne spore det mørke stof fordi det påvirker stjerner og galakser med dets tyngdekraftpåvirkning. Der er et større projekt i gang med ESOs kraftige oversigtsteleskoper , og nu ser vi vekselvirkningen imellem dette uforklarede mørke stof og de lysende galakser klarere end nogensinde før[2]. Projektet har betegnelsen the Kilo-Degree Survey (KiDS), og basis for det er det store OmegaCAM., som er monteret på ESOs VLT Survey Telescope på Paranalobservatoriet i Chile. Teleskopet er konstrueret til at observere nattehimlen i synligt lys, og observationerne bliver suppleret med det infrarøde teleskop VISTA. Et af de større mål med VST er at kortlægge det mørke stof, og at bruge kortene til at forbedre forståelsen af den uforklarede mørke energi, som får Universets udvidelse til at accelerere.

Den bedste måde til at finde ud af, hvor det mørke stof befinder sig er via gravitationslinser. Universets struktur bliver forvrænget af tyngdekræfterne, som afbøjer lyset fra fjerne galakser langt bag koncentrationerne af mørkt stof. Det er muligt at kortlægge hvor tyngdekræfterne er stærkest ved at studere denne linseeffekt, og dermed får man også overblik over, hvor stoffet og dermed det mørke stof befinder sig.

Det internationale KiDS forskerhold, under ledelse af Koen Kuijken fra Leiden Observatoriet i Nederlandene[3] har brugt netop denne metode til at analysere billeder af over to millioner galakser, som en del af den første bunke af forskningsartikler. Galakserne er typisk 5,5 milliarder lysår borte[4]. Holdet studerede de forvrængninger af lyset fra disse galakser, som er sket ved lysets passage af tunge koncentrationer af mørkt stof undervejs mod Jorden.

De første resultater er kun baseret på 7% af det himmelområde, som bliver dækket i den endelige oversigt. Hovedvægten er på kortlægning af fordelingen af mørkt stof i galaksehobe. De fleste galakser er indeholdt i en hob. Det gælder også vores egen Mælkevejen, som er den del af den Lokale Hob. Når man får forståelse for, hvor meget mørkt stof hobene indeholder, kan det bruges til at kontrollere teorierne for, hvordan galakser er dannet i det kosmiske netværk. Det ser ud til, at hobene indeholder omkring 30 gange mere mørkt stof end synligt stof, baseret på gravitationslinseeffekten.

"Interessant nok befinder den klareste galakse sig altid i midten af klumpen af mørkt stof", siger Massimo Viola fra Leiden Observatoriet; hovedforfatter til en af de første KiDS artikler.

"Vi har ikke før kunnet demonstrere så tydeligt ved observationer hvordan galakser suges ind i grupper og samler sig i centeret af grupperne. Det stemmer fint med teorierne", tilføjer Koen Kuijken.

Disse resultater er kun en start på et større program, hvor det enorme dataset fra oversigtsteleskoperne tages i brug, og alle data bliver nu gjort tilgængelige for alverdens forskere via ESOs arkiv.

KiDS-oversigtsstudiet kommer til at forøge vores forståelse for det mørke stof. Hvis vi kan forklare det mørke stof og dets effekter, har vi gjort et stort gennembrud i fysikken.

Noter

[1] Astronomerne har fundet ud af, at Universets samlede indhold af masse/energi fordeler sig som 68% mørk energi, 27% mørkt stof og 5% "normalt" stof, så de 85% er den procentdel af stoffet, som er mørk.

[2] Supercomputerberegninger viser hvordan et Univers fyldt med mørkt stof vil udvikle sig over tid. Det mørke stof vil samle sig i en enorm kosmisk netstruktur, og galakser og stjerner vil dannes der, hvor gasarterne bliver samlet i de tætteste koncentrationer af mørkt stof.

[3] Det internationale KiDSforskerhold består af forskere fra Nederlandene, Storbrittannien, Tyskland, Italien og Canada.

[4] Forskningsprojektet har brugt det 3D-kort over galaksehobe, som er udarbejdet af Galaxy And Mass Assembly projektet (GAMA), efter grundige observtioner med Anglo-Australian Telescope.

[1] Astronomers have found that the total mass/energy content of the Universe is split in the proportions 68% dark energy, 27% dark matter and 5% “normal” matter. So the 85% figure relates to the fraction of “matter” that is dark.

[2] Supercomputer calculations show how a Universe filled with dark matter will evolve: over time dark matter will clump into a huge cosmic web structure, and galaxies and stars form where gas is sucked into the densest concentrations of dark matter.

[3] The international KiDS team of researchers includes scientists from the Netherlands, the UK, Germany,  Italy and Canada.

[4] This work made use of the 3D map of galaxy groups, provided by the Galaxy And Mass Assembly project (GAMA), following extensive observations on the Anglo-Australian Telescope.

Mere information

Forskningsresultaterne er offentliggjort i en serie artikler i forskellige førende tidsskrifter. Der er en liste over artiklerne her.

ESO er den fremmeste fællesnationale astronomiorganisation i Europa, og verdens langt mest produktive jordbaserede astronomiske observatorium. 16 lande er med i ESO: Belgien, Brazilien, Danmark, Finland, Frankrig, Italien, Nederlandene, Polen, Portugal, Spanien, Sverige, Schweiz, Storbritannien, Tjekkiet, Tyskland og Østrig, og desuden værtsnationen Chile. ESO har et ambitiøst program, som gør det muligt for astronomer at gøre vigtige videnskabelige opdagelser. Programmet har focus på design, konstruktion og drift af stærke jordbaserede observatorier. Desuden har ESO en ledende rolle i formidling og organisering af samarbejde omkring astronomisk forskning. ESO driver tre enestående observatorier i verdensklasse i Chile: La Silla, Paranal og Chajnantor. På Paranal driver ESO VLT, Very Large Telescope, som er verdens mest avancerede observatorium for synligt lys, samt to oversigtsteleskoper. VISTA, som observerer i infrarødt, er verdens største oversigtsteleskop, og VLT Survey Teleskopet er det største teleskop bygget til at overvåge himlen i synligt lys. ESO er en af de største partnere i ALMA, som er det største eksisterende astronomiprojekt. For tiden bygges E-ELT, et 39 m optisk og nærinfrarødt teleskop på Cerro Armazones, tæt ved Paranal. Det bliver "verdens største himmeløje".

Links

• Links til forskningsartiklerne
• Fotos af  VST

Kontakter

Koen Kuijken
Leiden Observatory
Leiden, The Netherlands
Tel: +31 71 527 5848
Mobil: +31 628 956 539
E-mail: kuijken@strw.leidenuniv.nl

Massimo Viola
Leiden Observatory
Leiden, The Netherlands
Tel: +31 71 527 8442
E-mail: viola@strw.leidenuniv.nl

Lars Lindberg Christensen
Head of ESO ePOD
Garching bei München, Germany
Tel: +49 89 3200 6761
Mobil: +49 173 3872 621
E-mail: lars@eso.org

Ole J. Knudsen (Pressekontakt Danmark)
ESOs formidlingsnetværk og Aarhus Space Centre, Aarhus Universitet
Aarhus, Danmark
Tel: +45 8715 5597
E-mail: eson-denmark@eso.org

Connect with ESO on social media

Dette er en oversættelse af ESO pressemeddelelse eso1528 lavet af ESON - et netværk af personer i ESOs medlemslande, der er kontaktpunkter for medierne i forbindelse med ESO nyheder, pressemeddelelser mm.