Astronomer har producerat den mest detaljerade kartan över mörk materia hittills med hjälp av NASAs James Webb-rymdteleskop, vilket avslöjar hur detta osynliga ämne formade bildandet av galaxer och planeter. Forskningen, som involverar team från Durham University, NASAs Jet Propulsion Laboratory och Schweiz École Polytechnique Fédéral de Lausanne, publicerades i Nature Astronomy. Kartan belyser mörk materiats gravitationsroll i att dra ihop vanlig materia sedan universums tidiga dagar.
Den nya kartan ger en oöverträffad inblick i mörk materia, som inte kan ses direkt men påverkar kosmos genom gravitation. I universums början klumpades mörk materia troligen först ihop, dess gravitation drog in vanlig materia för att bilda täta regioner där stjärnor och galaxer uppstod. Denna process etablerade galaxdistributionen vi ser idag och möjliggjorde förhållanden för planeter och liv att utvecklas. Dr. Gavin Leroy, medförfattare från Durham Universitys Institute for Computational Cosmology, förklarade: «Genom att avslöja mörk materia med oöverträffad precision visar vår karta hur en osynlig komponent i universum har strukturerat synlig materia till den grad att det möjliggjort uppkomsten av galaxer, stjärnor och slutligen liv självt. Denna karta avslöjar mörk materiats osynliga men essentiella roll, universums sanna arkitekt, som gradvis organiserar de strukturer vi observerar genom våra teleskop.» Observationerna riktades mot en himmelregion i stjärnbilden Sextans, cirka 2,5 gånger månens fulla storlek. Under mer än 255 timmar identifierade Webb nästan 800 000 galaxer, med hjälp av gravitationslinsning — där mörk materiats massa böjer ljus från avlägsna objekt — för att kartlägga dess fördelning. Detta stämmer väl överens med kartor över vanlig materia och bekräftar mörk materiats dragkraft genom den kosmiska historien. Professor Richard Massey, en annan medförfattare från Durham, noterade: «Överallt du hittar vanlig materia i universum idag hittar du också mörk materia. Miljarder mörk materpartiklar passerar genom din kropp varje sekund. Det är ofarligt, de märker inte oss och bara fortsätter. Men hela den virvlande molnskidan av mörk materia runt Vintergatan har tillräcklig gravitation för att hålla vår hela galax samman. Utan mörk materia skulle Vintergatan sprängas isär av sin egen rotation.» Dr. Diana Scognamiglio från NASAs Jet Propulsion Laboratory tillade: «Detta är den största mörk materkartan vi gjort med Webb, och den är dubbelt så skarp som någon mörk materkarta gjord av andra observatorier. Tidigare tittade vi på en suddig bild av mörk materia. Nu ser vi universums osynliga ställning i häpnadsväckande detalj, tack vare Webbs otroliga upplösning.» Teamet använde Webbs Mid-Infrared Instrument (MIRI), där Durham bidrog till utvecklingen, för att mäta galaxavstånd exakt, även genom kosmiskt damm. Framtida ansträngningar kommer att använda Euclid-teleskopet och NASAs Nancy Grace Roman-rymdteleskop för att kartlägga mörk materia över hela universum, byggande på denna referensregion.