De Hubble-telescoop viert het spookachtige seizoen met Abell 611, een spinnenweb van sterrenstelsels bij elkaar gehouden door een mysterieus geheim.

Ter ere van Halloween brengt Hubble u deze inkjetafbeelding van de melkwegcluster Abell 611, die zich op meer dan 1.000 megaparsecs of ongeveer 3,2 miljard lichtjaar van de aarde bevindt. Zoals alle clusters van melkwegstelsels, is het voortbestaan ​​van de Abell 611 een mysterie voor astronomen.

In het bijzonder lijkt er niet genoeg massa in zijn netwerk van snel roterende sterrenstelsels te zitten om te voorkomen dat bijeenkomst van wegvliegen. Dit is een bekend probleem in de astronomie met extreem massieve structuren, zoals sterrenstelsels en clusters van sterrenstelsels – ze lijken niet genoeg gecombineerde massa te hebben om compleet te blijven.

Interessant is dat dit probleem zich niet op kleinere kosmische schalen voordoet. De passage van de planeten van het zonnestelsel rond de zon kan bijvoorbeeld relatief eenvoudig worden berekend met behulp van de massa’s en posities van de planeten en de zon. Er is geen extra massa nodig om de integriteit van het zonnestelsel of andere stellaire planetenstelsels te verklaren. Dus waarom stort deze vuistregel op grotere schaal in?

De heersende theorie is dat het universum enorme hoeveelheden materie bevat die bekend staat als duisternis kwestie. Hoewel de naam onheilspellend klinkt, verwijst het woord ‘donker’ eenvoudig naar het feit dat deze onbekende hoeveelheid niet lijkt te interageren met licht zoals andere materie doet – het zendt, reflecteert of absorbeert geen enkel deel van het elektromagnetische spectrum. Deze donkere eigenschap maakt het erg moeilijk om donkere materie te karakteriseren, hoewel er verschillende mogelijkheden zijn aangenomen.

In principe vallen de meeste kandidaten voor donkere materie in twee categorieën: een type deeltje dat in grote hoeveelheden door het hele universum wordt aangetroffen, maar om de een of andere reden geen interactie aangaat met licht zoals andere deeltjes; Of een soort massief object dat ook in grote hoeveelheden in het heelal voorkomt, maar niet geschikt is voor detectie met de huidige telescooptechnologie.

Twee van de meest excentrieke namen donkere materie kandidaten Ze vallen respectievelijk in de eerste en tweede categorie. Het reageert slecht macromoleculen WIMP’s zijn virtuele subatomaire deeltjes die geen interactie hebben met fotonen – met andere woorden, ze hebben geen interactie met licht. Massieve astrofysische compacte corona-objecten (MACHO’s) zijn een hypothetische groep van zeer massieve objecten (in tegenstelling tot WIMP’s) van een soort materiaal dat we al kennen, maar die buitengewoon moeilijk waar te nemen zijn omdat ze zo weinig licht uitstralen.

Ondanks enorme inspanningen is er nooit overtuigend bewijs gevonden voor WIMP’s, MACHO of enige andere vorm van donkere materie.

Als donkere materie hardnekkig onidentificeerbaar blijft, is het gelukkig gemakkelijk te kwantificeren. In werkelijkheid, melkwegclusters Zoals Abell 611 zijn ideale laboratoria voor kwantificering van donkere materie, vanwege het overvloedige bewijs van zwaartekrachtlenzen die zichtbaar zijn in het cluster. Een voorbeeld van een lens is misschien wel het meest zichtbaar in het midden van de afbeelding, links van de gloeiende kern van de cluster, waar de lichtcurve te zien is. Deze curve is licht van een verdere bron die is gebogen en vervormd (of “omgekeerd”) door de massieve Abell 611-massa.

De mate van lichtbuiging door massa kan worden gebruikt om de werkelijke massa te meten. Dit kan dan worden vergeleken met een schatting van de massa die is afgeleid van alle zichtbare componenten van de massa. Het verschil tussen berekende massa en waargenomen massa Massa gewoon geweldig. Wanneer uitgezoomd, schatten astronomen momenteel dat ongeveer 85% van de materie in het universum bestaat donkere materie.

Zelfs terwijl het geheim van wat het kosmische spinnenweb inhoudt sterrenstelsels Binnen in de Abell 611 Together blijft onopgelost, we kunnen nog steeds genieten van dit beeld en de prachtige wetenschap – solide en perspectief – die erin plaatsvindt.