Lần đầu tiên, các nhà khoa học đã trực tiếp phát hiện một phần của xương sống vật chất tối trong vũ trụ, nơi được coi là tập trung một nửa lượng vật chất tối của cả vũ trụ. Phát hiện này được thực hiện dưới sự dẫn đầu của một nhà nghiên cứu vật lý ở đại học Michigan, khẳng định một dự đoán chính trong các lý thuyết hiện nay về sự phát triển của cấu trúc mạng vũ trụ.
>>>Vật chất tối và năng lượng tối
Bản đồ của phần vũ trụ đã biết cho thấy rằng hầu hết các thiên hà tập hợp thành các cụm (quần thiên hà), nhưng một số thiên hà lại nằm dọc theo những đường nối liên kết các cụm này. Các nhà vũ trụ học đã giả thuyết rằng vật chất tối tạo nên các đường này, định hướng cho các thiên hà theo lực hấp dẫn của các cụm.
Góp phần của vật chất tối đã được sự đoán trên các giả lập máy tính, và hình dạng của nó được xử lý dựa trên sự phân bố các thiên hà, tuy nhiên chưa ai xác định được nó cho tới hiện nay.
"Chúng tôi tìm thấy các đường vật chất tối. Lần đầu tiên chúng tôi có thể thây chúng", Jorg Dietrich, nhà nghiên cứu vật lý tại đại học Michigan cho biết. Dietrich là tác giả của công bố đầu tiên về phát hiện đăng trên tạp chí Nature sẽ phát hành ngày 12 tháng 7.
Vật chất tối vẫn còn là một bí ẩn. Nó không hề phát xạ hay hấp thụ ánh sáng, và vì vậy không thể được nhìn thấy trực tiếp qua các kính thiên văn. Các nhà thiên văn suy đoán rằng có thể tìm thấy chúng dựa trên tác dụng hấp dẫn cua chúng lên vật chất nhìn thấy.
Các nhà khoa học ước tính vật chất tối chiếm tới hơn 80% tổng lượng vật chất trong vũ trụ. Để "nhìn" được vật chất tối trải trên đường nối giữa hai quần thiên hà Abell 222 và 223, Dietrich và các đồng nghiệp đã lợi dụng một hiện tượng gọi là thấu kính hấp dẫn (gravitational lensing).
Lực hấp dẫn của các vật thể nặng như các quần thiên hà hành động như một thấu kính, nó uốn cong và biến dạng ánh sáng tới từ các thiên thể xa hơn khi nó đi qua. Nhóm của Dietrich đã quan sát hàng chục trong số hàng nghìn thiên hà nằm ở xa trong siêu quần thiên hà.
Chúng cho phép xác định mức độ mà siêu quần thiên hà làm biến dạng các thiên hà, và với thông tin đó, họ có thể phác họa ra trường hấp dẫn và khối lượng của Abell 222 và 223.
"Dường như có một cây cầu cho thấy có sự bổ sung khối lượng vượt xa khối lượng của các cụm", Dietrich cho biết "bản thân các cụm không thể đủ để giải thích khối lượng thêm này."
Các nhà khoa học trước Dietrich cho rằng hiệu ứng thấu kính hấp dẫn là khoog đủ mạnh để cho thấy sự có mặt và hình dạng của vật chất tối. Nhưng Dietrich và các đồng nghiệp đã tập trung vào một hệ thống cụm đặc biệt có trục chính hướng về Trái Đất, nhờ vật mà hiệu ứng thấu kính có thể được phóng đại.
"Kết quả này là một sự chứng nhận cho thứ mà nhiều năm nay bị cho là không thể", Dietrich nói.
Nhóm nghiên cứu cũng tìm thấy một dải tia X phát xạ dọc theo các đường nối, có nguồn gốc từ vật chất thường bị dốt nóng và ion hóa. Tuy nhiên họ ước tính rằng có tới 90% hoặc hơn khối lượng của các đường nối này là vật chất tối.
Các nhà nghiên cứu sử dụng dữ liệu thu thập được bởi kính thiên văn Subaru thuộc đài quan sát thiên văn quốc gia Nhật Bản. Họ cũng sử dụng kính của đài quan sát không gian XMM-Newton phục vụ cho các quan sát ở dải X-ray.
Nghiên cứu nàu được tài trợ bởi Quỹ khoa học quốc gia (Mỹ) và NASA. Ngoài ra có sự tham gia góp phần của Viện Vật lý thiên văn hạt và Vũ trụ học Kavli tại đại học Stanford, đại học Ohio, Viện vật lý ngoài Trái Đất Maxplanck tại Đức, đại học Edinburgh và đại học Oxford.
VACA
(Theo Space Daily)
