Lehdistötiedote

Valtava uusi kartoitus valaisee pimeän aineen mysteeriä

VST-teleskoopin KiDS-kartoituksen ensimmäiset tulokset

9. heinäkuuta 2015

Chilessä sijaitsevan Paranalin observatorion ESO:n VLT-kartoitusteleskooppia (VST) käyttäneen merkittävän uuden, eteläisen taivaan pimeän aineen kartoituksen ensimmäiset tuloket on julkaistu. VST KiDS -kartoitus tarjoaa tähtitieteilijöille mahdollisuuden tehdä tarkkoja mittauksia pimeästä aineesta, galaksien halojen rakenteesta ja galaksien sekä galaksijoukkojen evoluutiosta. Ensimmäiset KiDS-tulokset osoittavat kuinka havaittuja galakseja ympäröivät näkymättömät, valtavat pimeän aineen möykyt määrittävät galaksien ominaisuudet.

Noin 85% maailmankaikkeuden aineesta on pimeää [1] eivätkä fyysikot ymmärrä aineen luonnetta. Vaikka pimeä aine ei loista tai absorboi valoa, tähtitieteilijät voivat havaita tämän aineen sen vaikutuksista tähtiin ja galakseihin, erityisesti sen vetovoimasta. ESO:n tehokkaita kartoitusteleskooppeja hyödyntänyt merkittävä projekti osoittaa nyt aikaisempaa selvemmin tämän mystisen pimeän aineen ja suoraan havaitsemiemme loistavien galaksien välisen suhteen [2].

Nimellä Kilo-Degree Survey (KiDS) tunnettu projekti käyttää kuvia VST-teleskoopilta ja sen valtavalta OmegaCAM-kameralta. ESO:n Paranalin observatoriolla Chilessä sijaitseva teleskooppi on omistettu yötaivaan kartoittamiselle näkyvän valon aallonpituuksilla ja sitä täydentää infrapunakartoitusteleskooppi VISTA. Yksi VST-teleskoopin päätavoitteita on kartoittaa pimeää ainetta ja käyttää näitä karttoja maailmankaikkeutemme laajenemista kiihdyttävän mystisen pimeän energian ymmärtämiseksi.

Paras tapa löytää pimeää ainetta on käyttää gravitaatiolinssejä, jotka vääristävät maailmankaikkeuden rakennetta painovoimallaan, joka vääntää etäisistä, paljon pimeää ainetta etäisemmistä galakseista tulevan valon kulkusuuntaa. Tutkimalla tätä vaikutusta on mahdollista kartoittaa paikat, joissa painovoima on vahvinta ja siten missä ainetta, mukaanlukien pimeä aine, sijaitsee.

Ensimmäisen tutkimusjulkaisusarjan osana kansainvälinen, hollantilaisen Leidenin observatorion Koen Kuijkenin johtama KiDS-tutkimusryhmä [3] on käyttänyt tätä lähestymistapaa analysoidessaan kuvia yli kahdesta miljoonasta galaksista, jotka ovat tyypillisesti 5.5 miljardin valovuoden etäisyydellä [4]. He tutkivat näiden galaksien säteilemän valon vääristymiä, jotka johtuvat valon kaartumisesta sen ohittaessa massiivisia pimeän aineen möykkyjä matkallaan Maahan.

Ensimmäiset tulokset kattavat vain 7% lopullisesta kartoituksen alueesta ja keskittyvät kartoittamaan pimeän aineen jakaumaa galaksijoukoissa. Useimmat galaksit asuvat joukoissa, mukaanlukien Paikallisessa galaksiryhmässä sijaitseva oma Linnunratamme, ja niiden käsittämän pimeän aineen määrän ymmärtäminen on avain koko teorialle siitä kuinka galaksit muodostuvat kosmisessa verkostossa. Gravitaatiolinssi-ilmiön vaikutuksista pääteltynä nämä galaksijoukot käsittävät noin 30 kertaa enemmän pimeää kuin näkyvää ainetta.

"On mielenkiintoista kuinka kirkkain galaksi lähes aina istuu keskellä pimeän aineen möykkyä," sanoo Massimo Viola (Leidenin observatorio, Alankomaat), yhden ensimmäisistä KiDS-tutkimusjulkaisuista pääkirjoittaja.

"Tätä galaksien muodostumisteorian ennustusta, jossa galaksit imeytyvät jatkuvasti ryhmiin ja kasaantuvat keskustaan, ei ole milloinkaan ennen osoitettu yhtä selvästi havainnoin," lisää Koen Kuijken.

Tulokset ovat vain alku suurelle ohjelmalle hyödyntää kartoitusteleskoopeilta tulevaa valtavaa havaintoaineistoa, jota nyt tuodaan maailmanlaajuisesti tiedemiesten saataville ESO:n arkiston kautta.

KiDS-kartoitus tulee auttamaan pimeän aineen ymmärtämyksemme avartamista. Pimeän aineen ja sen vaikutusten selittäminen olisi merkittävä fysiikan tutkimuksen läpimurto.

Lisähuomiot

[1] Tähtitieteilijät ovat havainneet, että maailmankaikkeuden kaiken energian ja massan sisältö jakautuu osuuksiin: 68% pimeää energiaa, 27% pimeää ainetta ja 5% "normaalia" ainetta. Täten luku 85% viittaa "aineen" osuuteen, joka on pimeää.

[2] Supertietokoneilla tehdyt laskelmat esittävät kuinka pimeän aineen täyttämä maailmankaikkeus kehittyy: ajan myötä pimeä aine möykkyyntyy valtavaksi kosmiseksi verkostoksi ja galaksit sekä tähdet muodostuvat siellä, missä kaasu imeytyy pimeän aineen tiheimpiin keskittymiin.

[3] Kansainvälinen KiDS-tutkijaryhmä koostuu hollantilaisista, brittiläisistä, saksalaisista, italialaisista ja kanadalaisista tiedemiehistä.

[4] Tämä tutkimus on hyödyntänyt GAMA-projektin (Galaxy And Mass Assembly) merkittävästä määrästä Anglo-Australian -teleskoopin havaintoja tuottamaa 3D-karttaa galaksijoukoista.

Lisätietoa

Tämä tutkimus on esitelty sarjassa tutkimusjulkaisuja, jotka on lähetetty julkaistavaksi useaan johtavaan julkaisusarjaan. Lista löytyy täältä.

ESO on Euroopan johtava hallitustenvälinen tähtitieteen organisaatio ja maailman tieteellisesti tuotteliain tähtitieteellinen observatorio. ESO:lla on 16 jäsenmaata: Alankomaat, Belgia, Brasilia, Espanja, Iso-Britannia, Italia, Itävalta, Portugali, Puola, Ranska, Ruotsi, Saksa, Suomi, Sveitsi, Tanska ja Tšekin tasavalta. ESO toteuttaa kunnianhimoista ohjelmaa, joka keskittyy tehokkaiden maanpäällisten havaintovälineiden suunnitteluun, rakentamiseen ja käyttöön. Välineiden avulla tähtitieteilijät voivat tehdä merkittäviä tieteellisiä löytöjä. ESO:lla on myös johtava asema tähtitieteen tutkimuksen kansainvälisen yhteistyön edistämisessä ja organisoinnissa. ESO:lla on Chilessä kolme ainutlaatuista huippuluokan observatoriota: La Silla, Paranal ja Chajnantor. ESO:lla on Paranalilla Very Large Telescope (VLT), maailman kehittynein näkyvää valoa havainnoiva tähtitieteellinen observatorio, ja kaksi kartoitusteleskooppia. VISTA toimii infrapuna-alueella ja on maailman suurin kartoitusteleskooppi. VLT Survey Telescope on suurin vartavasten taivaan näkyvän valon kartoitukseen suunniteltu teleskooppi. ESO on yksi maailman suurimman tähtitieteellisen projektin, ALMA-teleskoopin pääyhteistyökumppaneista. Lähellä Paranalia sijaitsevalla Cerro Armazonesilla ESO rakentaa 39-metrin kokoista E-ELT -teleskooppia (European Extremely Large Telescope), josta tulee “maailman suurin tähtitaivasta havainnoiva silmä”.

Linkit

• Linkit tutkimusjulkaisuihin
• Valokuvia VST-teleskoopista

Yhteystiedot

Koen Kuijken
Leiden Observatory
Leiden, The Netherlands
Puh.: +31 71 527 5848
Matkapuhelin: +31 628 956 539
Sähköposti: kuijken@strw.leidenuniv.nl

Massimo Viola
Leiden Observatory
Leiden, The Netherlands
Puh.: +31 71 527 8442
Sähköposti: viola@strw.leidenuniv.nl

Lars Lindberg Christensen
Head of ESO ePOD
Garching bei München, Germany
Puh.: +49 89 3200 6761
Matkapuhelin: +49 173 3872 621
Sähköposti: lars@eso.org

Pasi Nurmi (Lehdistön yhteyshenkilö Suomi)
ESO Science Outreach Network ja University of Turku
Turku, Finland
Puh.: +358 29 4504 358
Sähköposti: eson-finland@eso.org

Connect with ESO on social media