Die Entdeckung des James-Webb-Teleskops enthüllte die Geheimnisse der Dunklen Materie im Universum

Er James Webb-Teleskop (JWST)Seit seiner Veröffentlichung im Jahr 2021 hat es zu Hunderten von Erfindungen beigetragen. Von der präzisen Messung der Helligkeitsniveaus veränderlicher Cepheid-Sterne bis hin zu scharfen Bildern von Galaxien und Sternen dank ihrer hervorragenden Fähigkeit, Infrarotwellen einzufangen, helfen ihre Entdeckungen Wissenschaftlern. Das Universum besser verstehen Und vor allem: Die Dunkle Materie.

Im September 2023 entdeckte das Weltraumobservatorium die Galaxie JWST-ER1g. Das ist Passives SystemDie Klassifizierung als solche hat die Aufmerksamkeit der Astronomen auf sich gezogen, da die Sternbildung schon vor langer Zeit aufgehört hat. Ein perfekter Einstein-Ring Aufgrund seiner hohen Dichte bildete sich um ihn herum. Ein Team von Wissenschaftlern der University of California, Riverside (UCR) untersuchte die Zusammensetzung der Dunklen Materie in der Milchstraße, der einzigen Form von Materie. 3,4 Milliarden Jahre Nach Bigbang, frisch Studie veröffentlicht in The Astrophysical Journal Letters.

Der Wissenschaftler Hai-Bo Yu, Professor für Physik und Astronomie an der UCR, der das Team leitete, erklärte: „JWST gibt uns Eine beispiellose Chance Um alte Galaxien zu beobachten, die entstanden, als das Universum noch jung war. „Wir hoffen, bald weitere Überraschungen von JWSD zu sehen und mehr über Dunkle Materie zu erfahren.“

A Lichttransformationund ist nach dem deutschen Wissenschaftler benannt, weil es das Ergebnis eines Gravitationsverhaltens ist, das als „starker Gravitationslinseneffekt“ bekannt ist. Relativitätstheorie. Körper mit hoher Dichte sind effizient Raumzeit falten Darüber hinaus beeinflusst es auch die Lichtstrahlen. Dieses Phänomen ist die Folge Anstieg und Abweichung der abgestrahlten Helligkeit Nach Sternbildern oder Sternen. Der Astronom Arthur Eddington, der die Sterne während einer Sonnenfinsternis im Jahr 1915 beobachtete, stellte fest, dass ihre scheinbaren Positionen aufgrund der größeren Masse der Sonne von ihren tatsächlichen Positionen während des Tages abwichen.

Dies geschieht in großem Umfang in sehr dichten Galaxien wie JWST-ER1g. Wie Sie auf den Bildern des James Webb Telescope sehen können volle Kurve Licht von den Sternen hinter dir.

Eine der Besonderheiten dieser Galaxie Die Menge seiner dunklen Materie im Vergleich zu seiner Masse aus der Sternkomponente. So etwas ist theoretisch, das heißt, es existiert noch Es wurde im Labor nicht beobachtetAber Wissenschaftler glauben: „Es schafft.“ 85 % der Materie im Universum„Was ihn betrifft Pressemitteilung von UCR. JWST-ER1g liegt bei ca Heiligenschein In diesem Fall ist es mitverantwortlich Lichtbeugung.

Von der Gesamtmasse von JWST-ER1g haben Astronomen sie abgezogen Sternmasse wissen Die Menge an dunkler Materie Es befindet sich am Rande des Einstein-Rings. „Dieses starke Linsenmaterial ist einzigartig, weil es Ein perfekter Einstein-RingDaraus können wir wertvolle Informationen über die Gesamtmasse am Einstein-Radius gewinnen, was ein wichtiger Schritt im Experiment ist. Eigenschaften der Dunklen Materie“.

Durch diese Berechnung ermittelten sie die Menge an Dunkler Materie Hat ihre Erwartungen übertroffen. „Es ist enttäuschend“, sagte Yu. In einem von Wissenschaftlern veröffentlichten Artikel schlagen sie eine der möglichen Erklärungen für dieses Phänomen vor.

UCR-Doktorand Demao Kang erläuterte die in der Studie aufgedeckten Überlegungen auf der Grundlage von Berechnungen und Daten des JWST. Sie gehen von Simulationen aus Zwei theoretische Arten dunkler Materie: Kalte Dunkle Materie (CDM), deren Teilchen sich mit geringerer Geschwindigkeit als Licht fortbewegen; und selbstinteragierende Dunkle Materie (SIDM), die sehr wechselwirkungsfähig ist.

Basierend auf diesen Modellen führten ihre Ergebnisse zu folgender Schlussfolgerung: „Wann Normale Sache (Erdgas und Sterne) kollabieren und kondensieren Ein Halo aus dunkler Materie von JWST-ER1g, wodurch der Halo schrumpft und zu a führt Dichter. „Unsere numerischen Studien zeigen, dass dieser Mechanismus die hohe Dunkle-Materie-Dichte von JWST-ER1g erklären kann: Je mehr Dunkle-Materie-Masse im gleichen Volumen, desto höher die Dichte.“

In der Studie kam das Team zu dem Schluss: „In der Zukunft Es können mehrere Objekte wie JWST-ER1 erkannt werden Mit JWST werden wir unsere CDM- und SIDM-Interpretationen weiter testen.“