Mørkt stof uden klumper – Niels Bohr Institutet - Københavns Universitet

Videresend til en ven Resize Print Bookmark and Share

Niels Bohr Institutet > Nyheder > Nyheder 2007 > Mørkt stof uden klumper

05. november 2007

Mørkt stof uden klumper

Mørkt stof er den dominerende bestanddel i universet. De synlige himmellegemer som stjerner, planeter og galakser udgør kun 15-20 procent af den samlede masse. Resten er mørkt stof, som ingen ved, hvad er. Nye forskningsresultater fra Niels Bohr Institutet viser, at det mørke stof fordeler sig jævnt i rummet mellem galakserne.

Astronomerne har kendt til det mørke stof i årtier, men det er stadig et af universets mysterier, som der forskes intenst i. Det mørke stof udsender ikke lys og det tilbagekaster ikke lys – det er usynligt.

Mørkt stof i galaksehobMen selv om det ikke kan ses, kan det vejes indirekte med tyngdekraften. Det er tyngdekraften, der holder sammen på en galakse, og da tyngdekraften svarer til massen, altså tyngden af alt det stof, der er i galaksen, kan man regne vægten ud. Jo tungere den galakse, som stjernerne farer rundt i er, jo hurtigere bevæger stjernerne sig. Så ud fra hastigheden af stjernerne kan man beregne, hvor meget galaksen vejer. Beregningerne viser, at langt det meste stof i en galakse er mørkt stof.

Det fyldte tomrum
Galakserne samler sig i galaksehobe på flere tusinde galakser, der kredser rundt om galaksehobens centrum. Klyngen af galakser holdes sammen af tyngdekraften fra alt stof i hele galaksehoben, og ved at måle galaksernes fart, kan man veje den samlede galaksehob, altså både galakserne og rummet imellem dem. Ifølge beregningerne er det tilsyneladende tomme rum mellem galakserne fyldt med mørkt stof.

Men hvordan fordeler det sig? Bevirker tyngdekraften, at det samler sig i tætte skyer eller er det jævnt fordelt? For at svare på den slags spørgsmål, arbejder astrofysikerne med modeller, som simulerer forholdende i naturen. Modellerne udarbejdes på grundlag af astronomiske observationer og teoretiske beregninger, og jo bedre modellen svarer til dét, man observerer og måler i universet, jo nærmere er man et svar.

Nye unikke observationer
Men galaksehobe er meget langt væk i universet, og observationerne har været utydelige, så svarene har været usikre. Med ny teknik er observationerne fra Hubble Rumteleskobet nu af langt højere opløsning.

Astrofysiker Árdis Elíasdóttir, ph.d.-studerende i Dark Cosmology Centre ved Niels Bohr Institutet har udarbejdet helt nye beregninger af universets ukendte mørke stof – baseret på nye observationer fra Hubble Rumteleskopet. ”Beregningerne viser, at det meste mørke stof befinder sig i rummet mellem galakserne”, fortæller Árdis Elíasdóttir. 

Galakse-lys-beregning

Med de nye tydeligere observationer har hun kunnet beregne, hvordan lyset fra fjerntliggende galakser afbøjes af tyngdekraften fra den samlede masse af galaksehoben inklusive det mørke stof. Galaksehobe er nemlig så tunge, at bagvedliggende galaksers lys afbøjes, når det på vej til os passerer gennem eller tæt forbi galaksehoben. Jo større afbøjning af lyset, jo tungere er galaksehoben (se illustration).

”Med de nye observationer fra Hubble Rumteleskopet har vi kunnet se det afbøjede lys fra endnu flere fjerne, baggrundsgalakser og derved regne ud, hvor det mørke stof i galaksehoben befinder sig ganske præcist. Vi kan se, at det mørke stof ikke samler sig i ’klumper’. Det fordeler sig jævnt i rummet mellem galakserne, men med en større koncentration ind imod galaksehobens centrum”, forklarer Árdis Elíasdóttir. De spredte sorte pletter på billedet (øverst) er mørkt stof i de enkelte galakser.

Artiklen er indsendt til Astrophysical Journal.
Kan læses på: http://arxiv.org/abs/0710.5636