Kosmologi

Mikro-gravitionelle afbøjninger af lyset fra fjerne quasarer
I centrum af alle galakser er der et enormt sort hul. De fleste af disse sorte huler er "sovende", men omkring 1% af dem er langt mere aktive end de øvrige: De kaldes aktive galakser eller quasarer.

For at forstå hvad det er der gør disse galakser anderledes, har forskere kombineret data om 200.000 quasarer fra det nyeste release i Sloan Digital Sky Survey quasar katalog, med data om den kosmiske mikrogravitionelle afbøjning af den kosmiske mikrobølgebaggrund. Derved har de kunnet måle hvor meget mørkt stof der omgiver disse galakser, og har fundet at de klare aktive galakser, er omgivet af signifikant mere mørkt stof end almindelige galakser.
Men studiet har de også gjort det muligt at studere quasarerne statistisk længere tilbage i tiden, end man har kunnet før, og dermed åbnet for en helt ny måde at studere de fjerneste og tidligste quasarer på skriver ESA
Stjerners rotation om galakser styres af massen indenfor deres bane Diskussion fra "the Conversation"
Stjerners rotationshastighed om deres galakse, styres af hvor meget masse der er indenfor deres bane. Allerede i 1930'erne fandt astronomen Fritz Zwicky at stjernerne roterer for hurtigt i forhold til galaksernes kendte masse. Det ledte til en Modificeret Newtonsk Dynamik teori (MOND) som forklarer anomalien ved at antage at den gravitionelle kraft af omkredsende masse er et produkt af dens masse og acceleration, som dog aldrig har passet helt med den kosmologiske model.

Men da man senere fandt at der også mangler masse mellem galakserne, begyndte man at lede efter en skjult mørk masse, som ingen endnu har haft held med at måle eller bevise, udover dens formodede masse.

Men ikke alle astronomer er helt overbevist om at den mørke masse findes .. selvom de ikke har kunnet komme med skudsikre alternative forklaringer.

Så nu forslår Juri Smirnov fra Syddansk Universitet at der kan være en effekt kaldet Vainshtein screening på spil. Ifølge den effekt kan en central masses tyngdeeffekt forstærkes over større afstande, på samme måde som MOND teorien postulerer. Denne effekt vil være proportional med den centrale masse. Dermed vil Solens tyngdeeffekt udenfor en radius af 50.000AU (7.500 mia km) være større end den vi oplever inde i solsystemet. For galakser centrale tyngdefelter gør effekten sig gældende udenfor nogle tusinder lysår, mens det vil være millioner lysår for galaksehobe.

Men til astronomernes overraskelse er denne teori bedre til at forklare stjernernes rotation om galakser, end relativitetsteorien som antager at der er mørk masse. Derfor vil forskere prøve at teste teorien over de større afstande med flere eksperimenter, skriver Juri Smirnov i The Conversation
Et forskerhold unde ledelse af Olga Cucciati fra Istituto Nazionale di Astrofisica (INAF) i Bologna, Italien har anvendt instrumentet VIMOS på ESOs Very Large Telescope (VLT), til opdagelsen af en gigantisk proto-superhob af galakser, som er under dannelse i det tidlige Univers; kun 2,3 milliarder år efter Big Bang.
Strukturen har fået navnet Hyperion, og det er den største og mest massive struktur, som indtil nu er fundet så tidligt efter Universets dannelse. Den enorme hob indeholder masse i et omfang som en million milliarder gange mere end Solens masse. Det er en størrelse, som modsvarer hvad astronomerne finder omkring os idag, men at noget så stort fandtes for så længe siden, har været en overraskelse for astronomerne.

Hyperion proto-supergalaksehoben
"Det er første gang, man har fundet så stor en struktur ved så høj en rødforskydning; blot 2 milliarder år efter Big Bang," forklarede hovedforfatteren på artiklen, hvor opdagelsen er publiceret, Olga Cucciati[ "Normalt finder vi den slags strukturer ved mindre rødforskydninger; det vil sige senere, hvor Universet har haft mere tid til at udvikle sig og danne så store tingester. Det var en overraskelse for os, at der findes noget så stort i det relativt unge Univers."

Hyperion befinder sig i det område i stjernebilledet Sextans, eller Sekstanten, som kaldes COSMOSfeltet. Fundet er gjort under analyser af den enorme datamængde, som er indsamlet i VIMOS Ultra-deep Survey- projektet, som ledes af Oliver Le Fèvre fra Laboratoire d’Astrophysique de Marseille (LAM), Centre national de la recherche scientifique (CNRS), og Centre National d’Etudes Spatiales (CNES). VIMOS Ultra-Deep Survey projektet har til formål at give forskerne et nyt 3D-kort over fordelingen i rummet af mere end 10 000 galakser i Universets fjerne områder.

Forskerholdet har fundet ud af, at Hyperion har en meget kompleks struktur: Den indeholder mindst 7 koncentrerede områder, som så er forbundet til hinanden med filamenter bestående af galakser, og størrelsen er sammenlignelig med nogle af de nærere superhobe, selvom strukturen er meget anderledes.

"De superhobe, som er tættere på Jorden har som oftest en mere koncentreret massefordeling, med klart definerede strukturelle detaljer. Men i Hyperion er masserne fordelt meget mere ensartet i en serie af forbundne klumper bestående af ret åbne galaksegrupper."" forklarer astronom Brian Lemaux, fra University of California, som er en af forskerne i gruppen bag nyopdagelsen.

Forskellen her skyldes sandsynligvis at de nære superhobe har haft milliarder af år, hvor tyngdekraften har fået mulighed for at samle stoffet sammen til tættere områder - og det er meget længere tid, end der har været til rådighed i den meget yngre Hyperion.

Når man tager i betragtning, at Hyperion allerede så tidligt i Universets historie har den enorme størrelse, forventes den at udvikle sig til noget, som vil komme til at ligne de enorme strukturer i det lokale Univers, som for eksempel Virgo superhoben, som vores egen galakse, Mælkevejen tilhører. "Når vi forstår Hyperion, og hvordan dens sammenhæng er med lignende nutidige strukturer, vil vi bedre kunne forstå, hvordan Universet har udviklet sig i fortiden, og hvordan det kommer til at udvikle sig i fremtiden. Det giver os tillige mulighed for at se nærmere på nogle af modellerne for dannelse af superhobene. Det, at vi nu har fundet denne kosmiske kæmpe, vil hjælpe os til bedre at forstå historien bag disse store strukturer." sluttede Cucciati.
Kilde: ESO
Supermassive sorte huller Teoretikere mener at have fundet at svar på hvor den sorte masse om galakserne kan stamme fra og samtidigt forklare hvordan de tidligste supermassive sorte huller kunne dannes.
Da de sorte huller begyndte at dannes, kunne de enten vokse sig store eller samle en masse mørkt stof om sig.
Dannelserne startede med tilfældige sammenklumpninger af stof i det tidlige univers, men tidligere modeller har ikke kunnet forklare hvordan nogle voksede sig meget store. Resonanserne vil tilfældigt favorisere nogle af disse klumper og dermed styrke dem. De små andre klumper kan så have samlet det mørke stof om de klumper som så endte som galakser, som jo består af 80% mørkt stof Univserity of Leiden
COSMOS-AzTEC-1 monster galaksen fotogrefer af ALMA De første galakser dannedes om de tidlige supermassive sorte huller (kaldet "ur-sorte huller"). men man har aldrig helt kunne forklare hvorfor de ikke blev ved at vokse, men istedet ret tidligt begyndte at samle stof om sig, som blev til galakser.
COSMOS-AzTEC-1 har mystificeret astronomerne fordi den liger 12,4 mia lysår herfra, men alligevel synes at danne stjerner 1000x hurtigere end noget andet man har set, hvilket burde være teoretisk umuligt, fordi de centrale sorte huller så kort tid efter deres dannelse, burde være ét kaos.

Men nye observationer med ALMA som har 10x højere opløsning end noget tidligere har kunnet, har forbløffet teoretikerne, fordi de viser en nydeligt roterende galakse med enorme stjernedannelser i armene, istedet for det forventede kaos skriver University of Massachuset