Тъмната материя, изглежда, се е вкопчила в галактики от много дълго време. Повечето галактики, съществували преди 10 милиарда години, са имали приблизително толкова тъмна материя, колкото днес галактиките, противоречащи на по-ранни проучвания, които предполагат, че по-малко тъмна материя е витаела около галактиките в ранната Вселена.
„Тъмната материя е била също толкова изобилна от звездообразуващи галактики в далечното минало, както е и в наши дни,"каза Алфред Тили, астроном от университета в Дърам в Англия и водещ автор на новото проучване. Изследванията бяха наскоро представени в списанието" Месечни известия на Кралското астрономическо общество "и бяха публикувани на 16 ноември в списанието за предпечат arXiv." Това не беше " пълна изненада, но в действителност не знаехме дали наблюдателната реалност ще се приведе в съответствие с очакванията от теорията. "
Тъмната материя съставлява приблизително 85 процента от общата маса в познатата ни вселена, но мистериозното вещество не взаимодейства със светлината, оставяйки учените в мрака за нейната точна природа. Така че, вместо да го гледат, астрономите трябва да разчитат на гравитационното дърпане на тъмната материя върху нормалната материя, наречена барионова материя, която съставя звездите, мъглявините и планетите, които виждаме на нощното небе, както и всички дървета, скали и хора на земята.
Тъмната материя е склонна да се скупчи в ореоли около галактики; астрономите откриха това чрез измерване колко бързо се въртят галактиките. Според закона на гравитацията на Нютон, звездите в покрайнините на галактика трябва да се въртят много по-бавно от тези в центъра. Но през 60-те години на миналия век астрономите откриват бързи крайградски звезди на границата на Млечния път, които намекват за допълнителна материя, скриваща се извън галактическите орбити на тези звезди.
Оттогава изследванията измерват хиляди скорости на въртене в цялата вселена, потвърждавайки наличието на тези ореоли на тъмната материя.
В новото проучване изследователите са използвали данни от две проучвания на 1500 образуващи звезди галактики, за да изчислят скоростта на въртене на галактики, които се връщат 10 милиарда години. Прецизно измерването на галактическо въртене далеч в космическото минало е трудно, защото тези древни галактики са невероятно далечни и слаби. И така, учените оцениха средна стойност, като сплотяват галактиките на разстояние и след това комбинират светлината им.
"Нашата оценка за количеството на тъмната материя в галактиките е средно за цялото население във всяка епоха", каза Тили пред Live Science. "Количеството тъмна материя в отделните галактики може да варира значително."
Отчитайки масата и плътността на галактиката, изследователите откриха почти еквивалентни количества тъмна материя за галактики, съществували отдавна в нашето космическо минало, както и за галактиките в нашата местна вселена.
Но не всички са напълно убедени. Резултатите противоречат на предишни проучвания, които установяват, че галактиките в ранната Вселена имат по-малко тъмна материя, отколкото по-младите галактики. Тези проучвания разгледаха много по-масивни отделни галактики и използваха различен модел, за да се изведе количеството на тъмната материя.
"използва само един от четирите независими подхода, които използвахме, за да стигнем до нашето заключение", каза Райнхард Гензел, водещ автор на едно от предишните проучвания и астроном от Института за извънземна физика на Макс Планк в Гарчинг, Германия, заяви пред Live Science.
Тили откри, че резултатите на неговия екип са силно зависими от модела, който са използвали. В крайна сметка той избра да използва модел, за който той и колегите му установиха, че са по-представителни за галактиките с ниска маса, за които учените смятат, че преобладават в ранната епоха.
Компютърните симулации предполагат, че много далечни галактики, като тези, изследвани от Гензел, са рядкост в далечната Вселена. "Изглежда, че резултатите се прилагат за много масивни галактики в тази далечна епоха, но може да не са представителни за галактики със сравнително по-ниски звездни маси, като тези, които сме изследвали в нашата работа", каза Тили пред Live Science.
Новите резултати съвпадат с онова, което би се очаквало от преобладаващия модел „материя от ламбда-студено тъмно“, описващ нашата вселена. Този модел обяснява как е структурирана Вселената и защо се разширява с все по-бързи темпове.
