科学者らが宇宙の暗黒物質構造の詳細な地図を作成

天文学者らはNASAのジェームズ・ウェッブ宇宙望遠鏡を使用して、これまでに最も詳細な暗黒物質の地図を作成し、この不可視の物質が銀河や惑星の形成をどのように形作ったかを明らかにした。ダラム大学、NASAジェット推進研究所、スイスのエコール・ポリテクニーク・フェデラル・ド・ローザンヌのチームによる研究はNature Astronomyに掲載された。この地図は、宇宙の初期から通常物質を引き寄せる暗黒物質の重力的作用を強調している。

この新しい地図は、直接見ることはできないが重力によって宇宙に影響を与える暗黒物質についての前例のない洞察を提供する。宇宙の始まりに、暗黒物質は最初に塊を形成し、その重力が通常物質を引き寄せて星や銀河が生まれる密集領域を形成したと考えられる。このプロセスは今日観測される銀河の分布を確立し、惑星や生命の発展のための条件を可能にした。 ダラム大学計算宇宙論研究所の共同主著者であるGavin Leroy博士は説明した:「前例のない精度で暗黒物質を明らかにすることで、私たちの地図は、宇宙の不可視の構成要素が可視物質を構造化し、銀河、星、そして最終的には生命そのものの出現を可能にした方法を示している。この地図は、望遠鏡を通じて観測する構造を徐々に組織化する、宇宙の真の建築家である暗黒物質の不可視だが本質的な役割を明らかにする。」 観測はおとめ座のセクスタンス座の空域を対象とし、満月の2.5倍の大きさだった。255時間以上にわたり、ウェッブは約80万の銀河を特定し、遠方の物体からの光を曲げる暗黒物質の質量による重力レンズ効果を使用してその分布を地図化した。これは通常物質の地図と密接に一致し、宇宙史を通じての暗黒物質の引力を確認する。 ダラム大学のもう一人の共同著者であるRichard Massey教授は指摘した:「今日の宇宙で通常物質を見つける場所ならどこでも、暗黒物質も見つかる。数十億の暗黒物質粒子が毎秒あなたの体を通り抜ける。害はない、我々には気づかずただ進み続けるだけだ。しかし、天の川の周囲の暗黒物質の渦巻く雲全体は、我々の銀河全体を結束させるのに十分な重力を持っている。暗黒物質がなければ、天の川は自転でバラバラになるだろう。」 NASAジェット推進研究所のDiana Scognamiglio博士は付け加えた:「これはウェッブで作成した最大の暗黒物質地図で、他の観測所が作成したどの暗黒物質地図よりも2倍鮮明だ。以前は暗黒物質のぼやけた画像を見ていた。今、ウェッブの驚異的な分解能のおかげで、宇宙の不可視の足場を驚くべき詳細で捉えている。」 チームはウェッブの中間赤外線機器(MIRI)を使用し、ダラムがその開発に貢献したもので、宇宙の塵を通しても銀河の距離を正確に測定した。将来的には、Euclid望遠鏡とNASAのNancy Grace Roman宇宙望遠鏡を使用して宇宙全体の暗黒物質を地図化し、この参照領域を基盤とする。

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