Forskare från University of California använde sofistikerade datorsimuleringar för att skapa ett test för att bevisa eller motbevisa existensen av mörk materia. Analysen visar att svaret ligger i rörelsen av stjärnor i små satellitgalaxer som kretsar kring Vintergatan.
Med hjälp av en av de snabbaste superdatorerna i världen modellerade forskare distributionen av materia i satellitdvärggalaxer. Dessa är små galaxer som roterar runt stora, som Vintergatan eller Andromeda.
Forskarna fokuserade på radiell acceleration (RAR). I diskgalaxer flytta stjärnorna i cirkulära banor runt det galaktiska centret. Den acceleration som får dem att ändra riktning beror på att materia attraheras. RAR beskriver förhållandet mellan denna acceleration och vad som orsakas av synlig materia. Det ger en uppfattning om den galaktiska strukturen och fördelningen av materia.
Fördelning av mörk materia (ovan) och stjärnor (nedan)
För första gången utfördes RAR-simulering av dvärggalaxer med hänsyn till förekomsten av mörk materia. Det visade sig att de beter sig som mindre versioner av större galaxer. Men vad händer om det inte finns någon mörk materia och gravitationen strider mot Newtons lagar? Därefter beror RAR av dvärggalaxier starkt på deras avstånd till värdgalaxen, vilket inte händer om det finns mörk materia. Denna skillnad gör satellitgalaxerna till kraftfulla tester för att kontrollera om det är mörkt material. I 2013 lanserades ESA Gaia rymdfarkosten, som kan svara på denna fråga. Det skapades för den aldrig tidigare skådade studien av stjärnor i Vintergatan och satellitgalaxerna. Det finns mycket data, så analysen kommer att ta år.
Lim för galaxer
Denna fråga är fortfarande den mest relevanta i kosmologin. Förekomsten av mörk materia föreslog mer än 80 år sedan. Detta gjordes av Fritz Zwicky, som gissade att galaxerna rörde sig så snabbt i kluster att de faktiskt flyttade från varandra. Därför föreslog han närvaron av osynlig materia, som är utrustad med tillräcklig tyngdkraft för att rädda galaxer i sina banor. På 1970-talet Vera Rubin märkte ett liknande fenomen i spiralgalaxer.
Idag är den största delen av den vetenskapliga världen övertygad om att mörk materia upptar ca 80% av den universella massan. Det är inte i kontakt med ljuset, så det är osynligt för teleskop. Men dess teoretiska existens passar perfekt i andra observationer, som fördelningen av CMB-strålningen. Dessutom förklarar den platsen och hastigheten för bildandet av galaxer. Men hittills har det inte varit möjligt att bevisa sin existens, så vissa tror att gravitationen inte överensstämmer med allmänt accepterade lagar. Framtida upptäckter kommer att visa vem som hade rätt.
