Cea mai detaliată hartă a materiei întunecate dezvăluită vreodată: cum a reușit Telescopul James Webb să „vadă” invizibilul

ȘTIINȚĂ
Cea mai detaliată hartă a materiei întunecate dezvăluită vreodată: cum a reușit Telescopul James Webb să „vadă” invizibilul
Cea mai detaliată hartă a materiei întunecate / Foto: Dr. Gavin Leroy/Prof. Richard Massey/COSMOS-Webb collaboration

Materia întunecată rămâne una dintre cele mai mari enigme ale științei moderne. Deși nu poate fi observată direct și nu interacționează cu lumina, existența ei este susținută de numeroase dovezi indirecte: comportamentul galaxiilor, mișcarea roiurilor cosmice și structura la scară mare a Universului.

Practic, modelele cosmologice actuale nu pot explica organizarea cosmosului fără această componentă invizibilă, dar fundamentală.

Recent, o echipă internațională de astronomi a reușit să creeze cea mai clară și mai detaliată hartă a distribuției materiei întunecate realizată vreodată, scrie Nature Astronomy.

Performanța a fost posibilă datorită observațiilor realizate cu Telescopul Spațial James Webb (JWST), care a oferit o rezoluție și o profunzime de observație fără precedent.

Cercetătorii nu au „văzut” materia întunecată în mod direct, ci i-au reconstruit distribuția analizând modul în care gravitația acesteia deformează lumina galaxiilor aflate la mari distanțe.

Cum poate fi cartografiat ceva care nu se vede

Pentru realizarea hărții, astronomii au studiat o regiune a cerului de aproximativ 2,5 ori mai mare decât suprafața aparentă a Lunii pline, situată în constelația Sextantul.

Zona analizată conține aproximativ 800.000 de galaxii, dintre care multe nu fuseseră observate anterior. Numărul acestora este de până la zece ori mai mare decât cel detectat de observatoarele terestre pentru aceeași regiune și de două ori mai mare decât cel obținut cu Telescopul Hubble.

Metoda utilizată se bazează pe un fenomen cunoscut sub numele de lentilă gravitațională. Materia întunecată, deși invizibilă, are masă și, implicit, exercită gravitație.

Această gravitație curbează spațiul-timpul și produce distorsiuni subtile în forma galaxiilor aflate în fundal. Analizând aceste deformări extrem de fine, cercetătorii pot reconstrui distribuția masei invizibile care le-a provocat.

Echipa a analizat formele a aproximativ 250.000 de galaxii și a folosit aceste date pentru a crea un model tridimensional al distribuției materiei întunecate.

Rezultatul este o hartă de o precizie fără precedent, care confirmă, la scară mare, predicțiile actualelor modele cosmologice despre structura Universului.

Datele obținute sugerează că, imediat după Big Bang, materia obișnuită și materia întunecată erau distribuite relativ uniform.

În timp, mici diferențe de densitate au făcut ca materia întunecată să se aglomereze prima, formând „halouri” gravitaționale. Aceste structuri invizibile au atras ulterior materia normală, din care s-au format stelele, galaxiile și marile structuri cosmice.

De ce este materia întunecată „scheletul” Universului

Noua hartă nu este doar o realizare tehnică, ci și o confirmare conceptuală: Universul vizibil este construit pe o infrastructură invizibilă. Materia întunecată acționează ca un adevărat schelet cosmic, organizând distribuția materiei normale și determinând unde se formează galaxiile și roiurile de galaxii.

Cercetătorii subliniază că, fără acest „cadru gravitațional”, structurile cosmice nu ar putea exista în forma actuală. De exemplu, Calea Lactee este menținută coerentă de un vast halou de materie întunecată. Fără această masă invizibilă, rotația galaxiei ar duce la destrămarea ei progresivă, iar stelele ar fi aruncate în spațiu intergalactic.

Deși particulele de materie întunecată nu au fost încă detectate direct, modelele teoretice sugerează că ele sunt omniprezente. Miliarde de astfel de particule ar traversa corpul uman în fiecare secundă, fără a produce vreun efect observabil, tocmai pentru că interacțiunea lor cu materia obișnuită este extrem de slabă.

Noua hartă realizată cu ajutorul Telescopului James Webb oferă însă cea mai clară dovadă indirectă de până acum a rolului său structural. Nu doar că confirmă existența materiei întunecate, dar arată concret cum aceasta a modelat Universul de la primele momente de după Big Bang până în prezent.

Această realizare marchează un pas major în cosmologie: pentru prima dată, omenirea dispune de o reprezentare extrem de precisă a „arhitecturii invizibile” a cosmosului.

Deși materia întunecată rămâne, în continuare, nedetectată direct, harta distribuției sale arată clar că Universul nu este construit doar din ceea ce vedem, ci și dintr-o componentă fundamentală, invizibilă, care îi organizează întreaga structură.