暗黒物質は、私たちを構成する通常の物質よりも 5 対 1 の割合で重要な仮説上の物質です。それは私たちの機器には見えず、その効果は重力を通してのみ観察できます.標準的なアプローチは、その存在が遠方の銀河の光をどのように歪めるかを調べることによって、その分布を測定します。この方法は効果的ですが、過去をどれだけさかのぼるかには限界があります。ほとんどの場合、80 億年前までです。現在、それは 120 億年前まで拡張されています。
巨大な物体は周囲の時空をゆがめ、光を曲げて背後の遠くの物体にレンズのように作用させます。最大のものは、遠方の銀河の壮観なレンズ画像を作成できます。小さいものは小さな歪みを生み出しますが、それらを測定することで、レンズ付き銀河の質量の分布を正確に再構築できます。このようにして、天文学者は目に見えない暗黒物質を見ることができます.
このアプローチは、背景に明るい銀河がたくさんあり、銀河が光を私たちに近づけている限り機能します。このため、宇宙をより深く、つまり過去にまで遡ると限界が生じます。最初の銀河はビッグバンから数億年後に形成され、それほど明るくはありませんでした。
名古屋大学の科学者が率いる共同研究である Physical Review Letters での報告は、同じ方法に新しい方法でアプローチし、なんと 120 億年前の銀河の周りの暗黒物質の分布を明らかにしました。彼らは、遠方の銀河の光が歪んでいるのではなく、宇宙の最初の光である宇宙マイクロ波背景放射 (CMB) に注目しました。
CMB は、宇宙全体に浸透する放出です。ビッグバンから約 380,000 年後、宇宙は最終的に、光が物質に吸収されることなく移動できるほど冷却されました。したがって、この光は無料でした。宇宙が膨張するにつれて、その波長はマイクロ波まで引き伸ばされましたが、依然として巨大な物体の重力の影響を受けています.そのため、CMB のレンズ効果を測定することで、研究者は暗黒物質の分布をさらに遡って宇宙の奥深くまで押し進めることができました。
「遠方銀河の暗黒物質を見てみませんか？ 「それはクレイジーなアイデアでした。誰も私たちがこれを行うことができるとは思っていませんでした」と、多くの観察を行った東京大学の大内正美教授は声明で述べた.
「しかし、遠方にある大きな銀河のサンプルについて話した後、[宮武、研究リーダー] 浩直が私のところに来て、これらの銀河の周りの暗黒物質を CMB で見ることができるかもしれないと言いました。」
「ほとんどの研究者は、現在から 80 億年前までの暗黒物質の分布を測定するために源銀河を使用しています」と、東京大学宇宙線研究所の張金裕一助教は付け加えました。 「しかし、より遠いCMBを使用して暗黒物質を測定したため、過去をさらに遡ることができました。初めて、宇宙のほぼ初期の瞬間から暗黒物質を測定しました。」
最も興味深い発見は、暗黒物質の塊の測定です。宇宙に関する私たちの理解を支える宇宙論の標準モデルまたはラムダ CDM によると、暗黒物質は時間の経過とともに銀河が形成される密度の高い領域を形成します。しかし、この研究での凝集性の測定値は、理論で予測された値よりも低くなっています。
「私たちの発見はまだ不確かです」と名古屋大学のミヤタケは言いました。不確実性が減り、暗黒物質自体の性質への洞察を提供する可能性のあるモデルの改善を示唆する可能性があります。」
プリンストン大学の准研究学者である Andrés Plazas Malagón 氏は、次のように述べています。 「その結果、このモデルに組み込まれた仮定を再検討する必要があるかもしれません。」
チームは、CMB のために欧州宇宙機関のプランク天文台からのデータと、スバル ハイパー シュプリーム カム サーベイ (HSC) からの観測を使用しました。 HSC データの 3 分の 1 しか分析されていないため、チームは現在それを完了するために取り組んでいます。
