Mørke stoffer, det ser ud til, har klæbet fast på galakser i meget lang tid. De fleste galakser, der eksisterede for 10 milliarder år siden, havde omtrent lige så meget mørkt stof som galakser gør i dag, hvilket modsiger tidligere undersøgelser, der antydede mindre mørkt stof, der lurede omkring galakser i det tidlige univers.
”Mørkt stof var på samme måde rigeligt i stjernedannende galakser i den fjerne fortid, som det er i nutiden,"sagde Alfred Tiley, en astronom ved Durham University i England og hovedforfatter på den nye undersøgelse. Forskningen blev for nylig forelagt tidsskriftet Monthly Notices of the Royal Astronomical Society og offentliggjort 16. november i det fortrykte tidsskrift arXiv." Det var ikke ' t en fuldstændig overraskelse, men i virkeligheden vidste vi ikke, om den observationelle virkelighed ville være i overensstemmelse med forventningerne fra teorien. "
Mørket stof udgør cirka 85 procent af den samlede masse i vores kendte univers, men det mystiske stof interagerer ikke med lys, hvilket efterlader forskere i mørket om dets nøjagtige natur. Så i stedet for at se det, skal astronomer stole på mørkstofs tyngdekraftstræk på den normale stof, kaldet baryonisk stof, der udgør stjernerne, nebulas og planeter, vi ser på nattehimlen, samt alle træer, klipper og mennesker på jorden.
Mørk stof har en tendens til at klumpe sig ind i glorier omkring galakser; astronomer opdagede dette ved at måle, hvor hurtigt galakser roterer. I henhold til Newtons tyngdelov skal stjerner i udkanten af en galakse dreje meget langsommere end dem i midten. Men i 1960'erne fandt astronomer hurtige forstadsstjerner på kanten af Mælkevejen, der antydede om ekstra stof, der gemmer sig ud over disse stjerners galaktiske baner.
Undersøgelser har siden målt tusinder af rotationshastigheder overalt i universet, hvilket bekræfter tilstedeværelsen af disse mørke stoffer haloer.
I den nye undersøgelse brugte forskere data fra to undersøgelser af 1.500 stjernedannende galakser til at beregne rotationsrater for galakser, der går 10 milliarder år tilbage. Det er vanskeligt at måle galaktisk rotation langt i den kosmiske fortid, fordi disse gamle galakser er utroligt fjerne og svage. Så forskerne estimerede et gennemsnit ved at klumpe sammen galakserne på afstand og derefter kombinere deres lys.
"Vores estimat af mængden af mørkt stof i galakser er et gennemsnit for hele befolkningen på hver epoke," fortalte Tiley til Live Science. "Mængden af mørkt stof i de enkelte galakser kan variere markant."
Med hensyn til galaksmassen og densiteten fandt forskerne næsten ækvivalente mængder af mørkt stof for galakser, der eksisterede for længe siden i vores kosmiske fortid som for galakser i vores lokale univers.
Men ikke alle er helt overbeviste. Resultaterne modsiger tidligere undersøgelser, der fandt, at galakser i det tidlige univers havde mindre mørkt stof end yngre galakser. Disse undersøgelser kiggede på meget mere massive individuelle galakser og brugte en anden model til at udlede mængden af mørkt stof.
Reinhard Genzel, hovedforfatter af en af de tidligere undersøgelser og en astronom ved Max Planck Institute for Extraterrestrial Physics i Garching, Tyskland, fortæller Live Science.
Tiley fandt, at hans holds resultater var meget afhængige af modellen, de brugte. I sidste ende valgte han at bruge en model, som han og hans kolleger fandt at være mere repræsentative for de lave masser af galakser, som forskere mener, der var dominerende i den tidlige epoke.
Computersimuleringer antyder, at galakser med meget stor masse, ligesom dem, der er undersøgt af Genzel, er sjældne i det fjerne univers. "Det ser ud til, at resultaterne gælder for meget massive galakser i denne fjerne epoke, men er muligvis ikke repræsentative for galakser med relativt lavere stjernemasse, som dem, vi studerede i vores arbejde," fortalte Tiley til Live Science.
De nye resultater svarer til hvad der kunne forventes fra den herskende "lambda kolde mørke" materiemodel, der beskriver vores univers. Denne model forklarer, hvordan universet er struktureret, og hvorfor det ekspanderer i en stadig hurtigere hastighed.
