Hubble e Chandra Osservano Nubi che Possono Aiutare ad Identificare la Materia Oscura


Postato il 29 marzo 2015 alle 15:24

Mosaico di sei differenti clusters galattici ripresi da Hubble Space Telescope (blu) e Chandra X-ray Observatory (rosa), in uno studio sull'interazione della materia oscura durante le collisioni delle nubi. In totale sono state studiate ben 72 collisioni. Credit: NASA/ESA
Mosaico di sei differenti clusters galattici ripresi da Hubble Space Telescope (blu) e Chandra X-ray Observatory (rosa), in uno studio sull’interazione della materia oscura durante le collisioni delle nubi. In totale sono state studiate ben 72 collisioni. Credit: NASA/ESA

La materia oscura è un tipo di materia “invisibile” che costituisce la gran parte della massa dell’universo. Poiché non assorbe, emette o riflette la luce, essa può essere tracciata solo indirettamente, come nel caso del gravitational lensing in cui è possibile misurare la deformazione dello spazio – messa in mostra dalla distorsione e diffusione della luce proveniente da una sorgente distante – a causa della gravità stessa della materia oscura. Ma per capire di più su di essa e testare la veridicità di alcune teorie, i ricercatori la studiano in una maniera simile rispetto a come sono condotti gli esperimenti sulla materia visibile, ed in particolare cosa accade quando questa urta contro altri oggetti. Nel caso analizzato, si tratta di nubi (clusters)galattiche.

Gli studiosi, il cui team è stato guidato da David Harvey della École Polytechnique Fédérale de Lausanne (EPFL – Svizzera),hanno utilizzato due telescopi spaziali, Hubble e Chandra, per osservare ben 72 estese collisioni di clusters, avvenute in epoche diverse e viste da diversi angoli – alcune frontalmente ed altre lateralmente. Nello specifico, Hubble è stato utilizzato per mappare la distribuzione delle stelle e della materia oscura dopo una collisione, tracciata attraverso l’effetto di lensing gravitazionale sualla luce di fondo; Chandra invece è stato usato per rivelare le emissioni X dalla collisione delle nubi di gas. I risultati, pubblicati nella edizione del 27 marzo del Journal of Science, mostrano che, al pari delle galassie, la materia oscura ha proseguito oltre la collisione senza essere troppo rallentata. Questo significa che la materia oscura non interagisce con altre particelle visibile e si dirige verso altra materia oscura con molta meno interazione rispetto a quella inizialmente prevista. Se la materia oscura avesse strisciato contro altra materia oscura, la distribuzione delle galassie si sarebbe spostata.

Con questa scoperta, il team ha ristretto con successo le variabili sconosciute riguardanti le proprietà della materia oscura: i teorici della fisica delle particelle hanno ora meno incognite su cui intervenire per poter costruire modelli atti a spiegare la sua natura ancora incognita.

Giulia Murtas

CANARIAS / CIENCIA

Stephen Hawking dará una conferencia en Tenerife en el festival «Starmus»

Día 26/05/2014 – 15.12h

También formará parte de una mesa redonda que se celebrará en el Gran Telescopio de Canarias

Stephen Hawking dará una conferencia en Tenerife en el festival «Starmus»

REUTERS

Será, sin duda, la estrella de un cartel plagado de grandes nombres. Elfísico teórico y cosmólogo británico Stephen Hawking estará en la nueva edición del festival internacional «Starmus», que se desarrollará en Canarias entre el 22 y el 27 de septiembre, evento en el que impartirá una conferencia en el Auditorio de Tenerife «Adán Martín».

Hawking, que ha declarado estar «expectante» por participar en el festival y conocer la isla de Tenerife y los observatorios del Archipiélago, abrirá el ciclo de conferencias de la segunda edición del certamen bajo el lema «Beginnings: The Making of the Modern Cosmos».

Además, estará acompañado por diversos ponentes de renombre internacional, como astronautas, astrónomos, cosmonautas, cosmólogos, químicos, biólogos y premios Nobel, y también formará parte de una mesa redonda que se celebrará en el Gran Telescopio de Canarias (GTC) del Observatorio del Roque de los Muchachos, en La Palma.

FESTIVAL STARMUS

El físico Stephen Hawking visita la Isla

  • Paseó durante una hora por la Calle Real capitalina
Stephen Hawking, en La Palma. Foto cogida del twitter de Santa Cruz de La Palma.

Stephen Hawking, en La Palma. Foto cogida del twitter de Santa Cruz de La Palma.
publicada por: redaccion
Actualizada el 12 de septiembre de 2014 a las 17:05 GMT

El famoso físico y cosmólogo Stephen Hawking, que se encuentra estos días en las islas para participar en el ciclo de conferencias del Festival Starmus, que arranca mañana en el sur de Tenerife y que también desarrollará parte de su programa en La Palma, ha visitado hoy la Isla a bordo del crucero Oceana.

El físico, junto a las tres enfermeras que lo acompañan en este viaje, dio un paseo de una hora por la Calle Real como un turista más y luego regresó al crucero.

Considerado uno de los físicos teóricos más brillantes desde Albert Einstein, su trabajo sobre los orígenes y la estructura del Universo, del Big Bang a los agujeros negros, ha revolucionado el campo de la Cosmología. Además, sus best-sellers -“Una breve historia del tiempo” (1988), “El Universo en una cáscara de nuez” (2001) y “El Gran Diseño” (2010)- han ayudado a popularizar la ciencia y hacerla accesible a todo el mundo.

Diagnosticado con ALS, una forma de enfermedad neurodegenerativa, poco después de su 21 cumpleaños, a Hawking le dieron 2 años de vida. A pesar de estar en silla de ruedas y depender de un sistema de voz automatizado para la comunicación, combina su vida familiar -tiene tres hijos y tres nietos- con su investigación en física teórica así como con un amplio programa de viajes y conferencias públicas. Incluso, mantiene la esperanza de viajar al espacio algún día.

El profesor Hawking ha recibido una docena de doctorados honoris causa y ha sido galardonado con numerosos premios, medallas y condecoraciones.

En 1979 aceptó la Cátedra Lucasiana de Matemáticas en la Universidad de Cambridge, el puesto que una vez ocupara Isaac Newton.

Ode to Hubble Concorso

Cosa Hubble significa per te? Per la società? Come ti ha ispirato?

L’ESA / Hubble Ode to Hubble competizione consente a chiunque ispirato Hubble esprimere i propri sentimenti o condividere le proprie idee in modo creativo e innovativo e hai la possibilità di unirsi a noi nel celebrare il 25 ° anniversario della NASA / ESA Hubble Space Telescope di!

Ci sono due categorie per il concorso, uno per coloro che sono 25 e sotto – nata nel corso della vita di Hubble – e uno per oltre 25 anni, con ciascuno che ha cinque secondi classificati e un vincitore.

Il concorso è chiuso per le voci, ma è possibile partecipare e votare le voci preferite fino al 1 aprile 2015 .

Come votare

Sarete in grado di votare il video fino al 1 aprile 2015 .

Per votare per i tuoi preferiti dai 25s e Under categoria

Per votare i vostri preferiti dalla categoria 25s Sopra

Avrete bisogno di un account Facebook di votare e di essere firmato in Facebook sul computer al momento del voto, anche se si vota sul sito. Si vota per le voci che ti piace per “simpatia loro” sulle pagine di cui sopra e si può guardare e votare per il numero di voci che vuoi!

I sei video più popolari di ogni categoria, come deliberato da voi, saranno prese in considerazione da una giuria d’élite per individuare un vincitore per ogni categoria.

La giuria giudicherà in base ai seguenti criteri: la precisione della scienza, quanto bene la voce impegna i telespettatori, come innovativo l’approccio è, la qualità artistica dei contenuti, la qualità della presentazione / consegna (se applicabile), come unica la vista o prospettiva dell’entrata è e la qualità tecnica del video.

Premi

I due vincitori riceveranno il premio una volta-in-a-vita di una sezione di Hubble pannello solare montato in perspex. Questi piccoli pezzi di Hubble sono parte delle enormi pannelli solari che hanno speso tre anni in orbita intorno alla Terra, dando Hubble suo potere, fino a quando non sono stati sostituiti nel 1993. I vincitori riceveranno anche una copia in metallo-backed dell’immagine 25 ° anniversario firmato da astronomi e gli astronauti che hanno lavorato su Hubble. I due video vincitori saranno presenti nel nostro speciale “Ode to Hubble” Hubblecast.

I produttori dei cinque video selezionate per ogni categoria ricevere il meraviglioso libro The Universe con gli occhi di Hubble ed i loro video saranno ospitati sul sito spacetelescope.org.

Date utili

2 febbraio 2015: Si apre la concorrenza

12 Marzo 2015: Il concorso si chiude (11:59 CEST)

13 marzo 2015: Folla di voto per dell’inizio della competizione

1 aprile 2015: Folla di voto per le chiude concorrenza

9 aprile 2015: video selezionate per entrambe le categorie del concorso annunciati

24 aprile 2014: I due vincitori sono annunciati

La giuria

La giuria prenderà in considerazione le sei voci finalisti di ogni categoria e decidere un vincitore. Il pannello è composto da:

Antonella Nota (ESA / Hubble Project Scientist e Mission Manager)  

Ken Sembach (Hubble Mission Head)

Rebecca Alban Hoffberger (Fondatore / Direttore, American Visionary Art Museum, USA)

Lars Lindberg Christensen (Responsabile ESO ed ESA / Hubble istruzione e Public Outreach Department)

Regole

I sei video selezionati verranno confrontati con tali regole e quelle che non li possono soddisfare saranno squalificati e sostituiti con il video successivo più alto votato.

  • Video caricati devono essere di 3 minuti o meno. (Video più lunghi di lunghezza, con una dotazione di 20 per superamento, saranno rimossi prima dell’inizio della votazione)
  • Nella didascalia sul modulo di presentazione si prega di includere informazioni di credito, il tuo nome, il tuo paese di residenza, la vostra età e una breve frase su ciò che ispirato (con un link, se del caso).
  • Devi essere di età superiore ai 13 per partecipare al concorso e di voto.
  • È necessario avere il permesso di usare qualsiasi materiale descritto.
  • La musica non deve essere usato se non permesso è maturata detentore del copyright. Includere le informazioni di credito nella didascalia sotto forma di presentazione video. Partecipanti selezionati saranno invitati a fornire la prova del diritto d’autore e non saranno prese in considerazione per il posto vincente se non può essere fornita. (Per un archivio di musica Creative Commons vedere: http://dig.ccmixter.org/ )
  • Utilizzando animazioni, foto e video da www.spacetelescope.org e www.hubblesite.org è incoraggiata. La maggior parte dei contenuti su queste pagine è Creative Commons e può essere utilizzato fino a quando è dato credito. Includere informazioni di credito per qualsiasi materiale visivo utilizzato nella didascalia sotto forma di presentazione video. Partecipanti selezionati saranno invitati a fornire la prova del diritto d’autore per le immagini non forniti da loro e non saranno prese in considerazione per il posto vincente se non può essere fornita.
  • Il video deve essere in lingua inglese o includere sottotitoli in inglese.
  • Le iscrizioni sono accolti da tutti gli angoli del mondo.
  • Si prega di inserire il seguente testo obbligatorio all’inizio del video: “video creato come parte del Ode ESA Hubble Concorso in occasione del 25 ° anno di Hubble in orbita”.
  • Includere una pagina titoli di coda con crediti e un paio di righe (e di un collegamento, se del caso) su quello che ispirato.
  • L’uso di un linguaggio inappropriato o altro materiale che non è la guida dei genitori amichevole renderà il video non ammissibili.

Ispirazione

Le immagini qui sotto sono stati inclusi per fornire ai partecipanti ispirazione per i loro video.


Nuova visualizzazione dei Pilastri della Creazione – visibile

Una rosa fatta di galassie

Ammasso stellare estremo irrompe nella vita nuova immagine Hubble in

Antenne Galassie ricaricato

Nuova vista a raggi infrarossi della Nebulosa Testa di Cavallo – immagine anniversario 23 di Hubble

Magnetic mostro NGC 1275

Hubble vede galassie bizzeffe

Hubble Mosaico del Majestic Sombrero Galaxy

Nuove stelle gettano luce sul passato


Hubble in orbita (artistica)

Stephen Hawking: “La ciencia es más convincente que la religión para explicar el origen del universo”

Las mentes más brillantes en la investigación del cosmos ha debatido en el interior de la cúpula del Gran Telescopio de Canarias (Grantecan), en el complejo astrofísico de El Roque de Los Muchachos, en la mesa redonda de 108 minutos que se celebra en el marco del Festival Starmus, sobre “quiénes somos y de dónde venimos”.

En la imagen, integrantes de la mesa redonda celebrada este jueves en el interior del Gran Telescopio de Canarias donde se ha analizado de "dónde venimos y hacia dónde vamos".

En la imagen, integrantes de la mesa redonda celebrada este jueves en el interior del Gran Telescopio de Canarias donde se ha analizado de “dónde venimos y hacia dónde vamos”. Foto: IAC

La cúpula del Gran Telescopio de Canarias (Grantecan), ubicado en el vértice de La Palma, en las cumbres de Garafía, ha acogido la mesa redonda de 108 minutos que se ha celebrado en el marco del Festival Starmus. En el encuentro han intervenido Walt Cunningham, (astronauta norteamericano, piloto del Apolo 7), los Premios Nobel Harold Kroto (químico), Robert Wilson (físico), John Mather (astrofísico), Garik Israelyan (astrofísico y director del Festival Starmus), Robert Williams (astrofísico), Rick Wakeman (músico), Katerina Harvati (antropóloga), Stephen Hawking (físico teórico y cosmólogo) y Rafael Rebolo, director del Instituto de Astrofísica de Canarias (IAC). Wakeman, Harvati y Hawking lo hacen en videoconferencia desde Tenerife. Las mentes más brillantes en la investigación del universo han debatido sobre “quiénes somos, de dónde venimos y qué vamos a ser”, ha indicado Israelian.

Los invitados se presentaron al inicio del acto. Walter Cunningham, en su primera intervención, ha dicho: “Me siento honrado de estar sentado aquí a los pies del telescopio óptico-infrarrojo más grande del mundo”. Por su parte, Stephen Hawking ha señalado: “Esperaba con entusiasmo participar en esta mesa redonda”.

Las primeras preguntas para el debate han sido: “¿Cómo de probable es que haya (o no) vida inteligente fuera de la Tierra?” ¿Cómo podríamos detectarla?

A continuación reproducimos la conversación entre los distintos ponentes que ha retransmitido el Instituto de Astrofísica de Canarias (IAC).

-Harold Kroto: “Descubrir bacterias dentro de meteoritos sería un gran hallazgo”.

– J. Mather: “Estoy de acuerdo en que debemos buscar en ellos”

-Robert Wilson: “Yo no descartaría que haya vida en nuestra galaxia”.

-Katerina Harvati: “El problema de reconocer vida extraterrestre es que ésta puede ser muy diferente a la que conocemos”.

-Harvati: “Sería interesante explorar Marte y ver qué encontramos”.

-Hawking: “No han venido extraterrestres. La gente dice que se les aparecen, pero no se nos aparecen a los científicos…”

-Hawking: “La prueba de que no hemos sido visitados en 4.000.000.000 años es que @ SETIInstitute no ha detectado más que señales de TV”.

-Hawking: “Puede que no haya vida inteligente en nuestra galaxia porque se autodestruyera al llegar a un estado de evolución avanzada”.

-Garik Israelian: “creo que estamos muy cerca de detectar biomarcadores en exoplanetas; vida inteligente ya es un paso más allá…”

-R. Rebolo: “Puede haber mil millones de planetas en zona habitable en nuestra galaxia”.

-R. Rebolo: “La pregunta que biología, química y física deben responder es cómo pasar de moléculas complejas de Carbono a la vida”.

– R. Rebolo: “La pregunta que biología, química y física deben responder es cómo pasar de moléculas complejas de carbono a la vida”.

Robert Williams plantea una nueva pregunta para debatir: “¿Cuáles son los problemas actuales en la exploración espacial?

– R. Rebolo: “En astronomía, algunos horizontes pueden alcanzarse con telescopios como el @ SKA_telescope”.

-Robert Williams: “¿Cómo contribuyen los científicos socialmente en calentamiento, células madre, modificación genética, etc.?”

-R. Williams: “¿Cómo pueden los científicos ayudar a los gobiernos y la sociedad a tomar las decisiones adecuadas en estos temas?”

-Kroto: “El tema del cambio climático es complicado, necesitamos saber transmitirlo al público”.

-Rafael Rebolo: opina que se dispone de muchas pruebas y excelentes científicos.

-R. Wilson: “Los expertos deben hacer declaraciones públicas, pero necesitamos buenos estudios para hacer declaraciones definitivas”.

-G. Israelian: “Hay que ser precavidos al hablar sobre temas como el cambio climático, en algunos casos no hay pruebas irrefutables”.

En la imagen, este jueves, mesa redonda en el interior de la cúpla del Gran Telescipio de Canarias.

En la imagen, este jueves, mesa redonda en el interior de la cúpla del Gran Telescipio de Canarias. Foto: IAC

-R. Williams pregunta: “¿Cómo se consigue financiación para la investigación y divulgación en Antropología?”

-G. Israelian está de acuerdo: “Preocupa que el público no entiende gráficos y datos que se muestran en TV, lo que resulta peligroso”.

-Harvati: “La mayor parte del dinero va a investigación, pero se consiguen fondos para proyectos educativos, exposiciones, visitas…”.

-K. Harvati: “Lo hacemos como cualquier otra ciencia, se preparan propuestas para los comités nacionales o europeos”.

-Pregunta de R. Williams sobre la importancia de la educación y la divulgación en astronomía”.

– John Mather: “Un ejemplo de divulgación en astronomía es el proyecto @galileoscope, que lleva pequeños telescopios a escuelas”.

Hawking: “La ciencia es más convincente para explicar el origen del Universo, lo que la religión no ha podido responder”.

-Hawking: “Uno no puede probar que hubo un creador. Solo podemos buscar una explicación a través de la ciencia”.

– Hawking: “Mi predicción es que podremos llegar a conocer todas las cosas que se consideraban en el “dominio de Dios”.

Con esta intervención de Hawking ha finalizado la mesa redonda de 108 minut

heic1506 – Scienza di uscita

La materia oscura ancora più scura di quanto si pensasse

Hubble esplora il lato oscuro di collisioni cosmiche

26 marzo 2015

Gli astronomi utilizzano osservazioni del NASA / ESA Hubble Space Telescope e Chandra X-ray Observatory della NASA hanno studiato come materia oscura negli ammassi di galassie si comporta quando i grappoli si scontrano. I risultati, pubblicati sulla rivista Science il 27 marzo 2015, mostrano che la materia oscura interagisce con se stessa ancor meno di quanto si pensasse, e restringe le opzioni per quanto questa sostanza misteriosa potrebbe essere.

La materia oscura è un gigante punto interrogativo che incombe sul nostro conoscenza dell’Universo. C’è più materia oscura nell’Universo di materia visibile, ma è estremamente sfuggente; non riflette, assorbe o emettono luce, rendendola invisibile. Per questo motivo, è noto solo ad esistere attraverso i suoi effetti gravitazionali sul visibile Universe (si veda ad esempio heic1215a ).

Per saperne di più su questa misteriosa sostanza, i ricercatori possono studiare in un modo simile a esperimenti sulla materia visibile – osservando ciò che accade quando si imbatte in cose [1] . Per questo motivo, i ricercatori guardano vaste collezioni di galassie, chiamati ammassi di galassie, dove le collisioni che coinvolgono la materia oscura accadono naturalmente e dove esiste in quantità abbastanza grandi per vedere gli effetti delle collisioni [2] .

Galassie sono fatti di tre ingredienti principali: stelle, nubi di gas e materia oscura.Durante le collisioni, le nubi di gas diffusione in tutto le galassie schiantano l’uno nell’altro e rallentano o si fermano. Le stelle sono molto meno interessato dalla trascinate dal gas [3]  e, a causa delle enormi spazi tra di loro, non hanno un effetto di rallentamento a vicenda – anche se due stelle fatto collidere le forze di attrito sarebbe enorme.

“Sappiamo come gas e stelle reagiscono a questi incidenti cosmici e dove emergono dalle macerie. Confrontando come la materia oscura si comporta può aiutarci a limitare quello che è in realtà”, spiega David Harvey della École Polytechnique Fédérale de Lausanne (EPFL) In Svizzera, l’autore di un nuovo studio.

Harvey e il suo team hanno utilizzato i dati della NASA / ESA Hubble Space Telescope e Chandra X-ray Observatory della NASA per studiare 72 grandi collisioni a grappolo. Le collisioni avvenuti in tempi diversi, e sono viste da diverse angolazioni – alcuni di lato, e gli altri a testa alta [4] .

Il team ha scoperto che, come le stelle, la materia oscura ha continuato dritto attraverso le collisioni violente senza rallentare. Tuttavia, diversamente dal caso delle stelle, questo non è perché la materia oscura è lontano da altri materia oscura durante le collisioni. La teoria principale è che la materia oscura sia distribuito uniformemente in tutto il ammassi di galassie così particelle di materia oscura spesso diventano molto vicini l’uno all’altro. La ragione per la materia oscura non rallenta è perché non solo non interagisce con particelle visibili, interagisce anche ancor meno con altra materia oscura di quanto si pensasse.

“Uno studio precedente aveva visto un comportamento simile nel Cluster pallottola “,dice il membro del team di Richard Massey della Durham University, UK. “Ma è difficile interpretare quello che stai vedendo se avete solo un esempio. Ogni collisione prende centinaia di milioni di anni, così in una vita umana abbiamo solo la possibilità di vedere un fermo immagine da un unico angolo di ripresa. Ora che abbiamo studiato tante altre collisioni, possiamo iniziare a mettere insieme il film completo e capire meglio cosa sta succedendo. “

Trovando che la materia oscura interagisce con se stessa ancor meno di quanto si pensasse, il team ha ridotto con successo le proprietà della materia oscura. I teorici della fisica delle particelle devono continuare a guardare, ma ora hanno un insieme ridotto di incognite per lavorare con quando si costruisce i propri modelli [5] .

La materia oscura potrebbe potenzialmente hanno proprietà ricche e complesse, e ci sono ancora diversi altri tipi di interazione per studiare. Questi ultimi risultati escludono interazioni che creano una forte forza di attrito, causando la materia oscura a rallentare durante le collisioni. Altre possibili interazioni potrebbero fare particelle di materia oscura rimbalzano l’un l’altro come palle da biliardo, causando la materia oscura per essere buttato fuori di collisioni o macchie di materia oscura a cambiare forma. Il team studierà questi prossimi.

Per aumentare ulteriormente il numero di collisioni che possono essere studiati, la squadra sta anche cercando di studiare le collisioni che coinvolgono singole galassie, che sono molto più comuni.

“Ci sono ancora molti possibili candidati per la materia oscura, in modo che il gioco non è finito, ma ci sono sempre più vicini ad una risposta”, conclude Harvey. “Questi ‘astronomico grandi acceleratori di particelle” sono finalmente lasciano intravedere il mondo buio tutto intorno a noi, ma appena fuori portata. “

Note

[1] Sulla Terra gli scienziati utilizzano acceleratori di particelle per scoprire di più sulle proprietà delle particelle diverse. I fisici possono indagare su quali sostanze sono fatti di particelle, accelerando in una collisione, ed esaminando le proprietà e la traiettoria dei detriti risultante.

[2] Ammassi di galassie sono uno sciame di galassie permeati da un mare di caldo a raggi X che emettono gas di idrogeno ionizzato che è tutto incorporato in una nuvola enorme di materia oscura. Sono le interazioni tra questi, le strutture più massicce nell’Universo che si osservano per testare le proprietà della materia oscura.

[3] L’interazione gas-gas in collisioni grappolo è molto forte, mentre il gas di trascinamento stelle è debole. In un modo simile a una bolla di sapone e una pallottola nel vento in cui la bolla sarebbe interagire molto di più con il vento che il proiettile.

[4] Per scoprire dove la materia oscura si trovava nel cluster i ricercatori hanno studiato la luce proveniente dalle galassie dietro cluster la cui luce era stata ingrandita e distorta dalla massa del cluster. Perché hanno una buona idea della massa visibile nel cluster, l’importo della luce è distorta dice loro quanto la materia oscura esiste in una regione.

[5] Una teoria favorita è che la materia oscura potrebbe essere costituita da particelle “supersimmetriche”. Supersimmetria è una teoria in cui tutte le particelle nel nostro Modello Standard – elettroni, protoni, neutroni, e così via – hanno una più massiccia partner “supersimmetrico”. Mentre non vi è stata alcuna conferma sperimentale per supersimmetria ancora, la teoria potrebbe risolvere alcune delle lacune nel nostro pensiero attuale. Una delle particelle proposte di supersimmetria sarebbe stabile, elettricamente neutro, e solo interagiscono debolmente con le particelle comuni del Modello Standard – tutte le proprietà necessarie per spiegare la materia oscura.

Note per i redattori

Il telescopio spaziale Hubble è un progetto di cooperazione internazionale tra l’ESA e la NASA.

Il documento di ricerca, dal titolo “Le interazioni non-gravitazionali della materia oscura in ammassi di galassie in collisione” , sarà pubblicato sulla rivista Scienc e il 27 marzo 2015.

Il team internazionale di astronomi in questo studio è composto da D. Harvey (École Polytechnique Fédérale de Lausanne, in Svizzera, l’Università di Edimburgo, Regno Unito), R. Massey (Durham University, UK), T. Kitching (University College London, UK), A. Taylor (University of Edinburgh, UK), e E. Tittley (University of Edinburgh, UK).

Maggiori informazioni

Image credit: NASA, ESA, D. Harvey (École Polytechnique Fédérale de Lausanne, Svizzera) e R. Massey (Durham University, UK)

Links

Contatti

David Harvey
École Polytechnique Fédérale de Lausanne
Lausanne, Svizzera
Tel: +41 22 3792475
Cell: +41 7946 38283
Email: david.harvey@epfl.ch

Richard Massey
Durham University
Durham, UK
Tel: +44 7740 648080
Email: rjmassey@durham.ac.uk

Georgia Bladon
ESA / Hubble, Public Information Responsabile
Garching bei München, Germany
Tel: +44 7816 291261
Email: gbladon@partner.eso.org

Circa il rilascio

Rilasciare No .: heic1506
Tipo: • primordiale: Galaxy: Raggruppamento: Cluster
• primordiale: Cosmologia: Fenomeno: Dark Matter
• X – Cosmologia Immagini / Video
Struttura: Hubble Space Telescope

Immagini

Collage di sei collisioni a grappolo con le mappe di materia oscura

Collage di sei collisioni a grappolo con le mappe di materia oscura
Ammasso di galassie Abell 370 con la materia oscura mappa

Ammasso di galassie Abell 370 con la materia oscura mappa
Ammasso di galassie Abell 2744 con la materia oscura mappa

Ammasso di galassie Abell 2744 con la materia oscura mappa
Ammasso di galassie MACS J0152.5-2852 con materia oscura mappa

Ammasso di galassie MACS J0152.5-2852 con materia oscura mappa
Ammasso di galassie MACS J0416.1-2403 con materia oscura mappa

Ammasso di galassie MACS J0416.1-2403 con materia oscura mappa
Galaxy gruppo MACS J0717.5 + 3745 con la materia oscura mappa

Galaxy gruppo MACS J0717.5 + 3745 con la materia oscura mappa
Galaxy gruppo ZwCl 1358 + 62 con la materia oscura mappa

Galaxy gruppo ZwCl 1358 + 62 con la materia oscura mappa
Collage di sei collisioni a grappolo, con le mappe di materia oscura e dei dati a raggi X

Collage di sei collisioni a grappolo, con le mappe di materia oscura e dei dati a raggi X

Video

Fade attraverso di immagini di galassie

Fade attraverso di immagini di galassie

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La NASA / ESA Hubble Space Telescope durante Servicing Mission 4
Archivio Immagine 2

Hubble in orbita

Vedi anche la nostra

heic1506 – Science Release

Dark matter even darker than once thought

Hubble explores the dark side of cosmic collisions

26 March 2015

Astronomers using observations from the NASA/ESA Hubble Space Telescope and NASA’s Chandra X-ray Observatory have studied how dark matter in clusters of galaxies behaves when the clusters collide. The results, published in the journal Science on 27 March 2015, show that dark matter interacts with itself even less than previously thought, and narrows down the options for what this mysterious substance might be.

Dark matter is a giant question mark looming over our knowledge of the Universe. There is more dark matter in the Universe than visible matter, but it is extremely elusive; it does not reflect, absorb or emit light, making it invisible. Because of this, it is only known to exist via its gravitational effects on the visible Universe (see e.g.heic1215a).

To learn more about this mysterious substance, researchers can study it in a way similar to experiments on visible matter — by watching what happens when it bumps into things [1]. For this reason, researchers look at vast collections of galaxies, called galaxy clusters, where collisions involving dark matter happen naturally and where it exists in vast enough quantities to see the effects of collisions [2].

Galaxies are made of three main ingredients: stars, clouds of gas and dark matter. During collisions, the clouds of gas spread throughout the galaxies crash into each other and slow down or stop. The stars are much less affected by the drag from the gas [3] and, because of the huge gaps between them, do not have a slowing effect on each other — though if two stars did collide the frictional forces would be huge.

“We know how gas and stars react to these cosmic crashes and where they emerge from the wreckage. Comparing how dark matter behaves can help us to narrow down what it actually is,” explains David Harvey of the École Polytechnique Fédérale de Lausanne (EPFL) in Switzerland, lead author of a new study.

Harvey and his team used data from the NASA/ESA Hubble Space Telescope andNASA’s Chandra X-ray Observatory to study 72 large cluster collisions. The collisions happened at different times, and are seen from different angles — some from the side, and others head-on [4].

The team found that, like the stars, the dark matter continued straight through the violent collisions without slowing down. However, unlike in the case of the stars, this is not because the dark matter is far away from other dark matter during the collisions. The leading theory is that dark matter is spread evenly throughout the galaxy clusters so dark matter particles frequently get very close to each other. The reason the dark matter doesn’t slow down is because not only does it not interact with visible particles, it also interacts even less with other dark matter than previously thought.

“A previous study had seen similar behaviour in the Bullet Cluster,” says team member Richard Massey of Durham University, UK. “But it’s difficult to interpret what you’re seeing if you have just one example. Each collision takes hundreds of millions of years, so in a human lifetime we only get to see one freeze-frame from a single camera angle. Now that we have studied so many more collisions, we can start to piece together the full movie and better understand what is going on.”

By finding that dark matter interacts with itself even less than previously thought, the team have successfully narrowed down the properties of dark matter. Particle physics theorists have to keep looking, but they now have a smaller set of unknowns to work with when building their models[5].

Dark matter could potentially have rich and complex properties, and there are still several other types of interaction to study. These latest results rule out interactions that create a strong frictional force, causing dark matter to slow down during collisions. Other possible interactions could make dark matter particles bounce off each other like billiard balls, causing dark matter to be thrown out of collisions or for dark matter blobs to change shape. The team will be studying these next.

To further increase the number of collisions that can be studied, the team are also looking to study collisions involving individual galaxies, which are much more common.

“There are still several viable candidates for dark matter, so the game is not over, but we are getting nearer to an answer,” concludes Harvey. “These ‘Astronomically Large’ particle colliders are finally letting us glimpse the dark world all around us but just out of reach.”

Notes

[1] On Earth scientists use particle accelerators to find out more about the properties of different particles. Physicists can investigate what substances are made of by accelerating particles into a collision, and examining the properties and trajectory of the resulting debris.

[2] Clusters of galaxies are a swarm of galaxies permeated by a sea of hot X-ray emitting ionised hydrogen gas that is all embedded in a massive cloud of dark matter. It is the interactions of these, the most massive structures in the Universe that are observed to test dark matter’s properties.

[3] The gas-gas interaction in cluster collisions is very strong, while the gas-star drag is weak. In a similar way to a soap bubble and a bullet in the wind where the bubble would interact a great deal more with the wind than the bullet.

[4] To find out where the dark matter was located in the cluster the researchers studied the light from galaxies behind the cluster whose light had been magnified and distorted by the mass in the cluster. Because they have a good idea of the visible mass in the cluster, the amount the light is distorted tells them how much dark matter there is in a region.

[5] A favoured theory is that dark matter might be constituted of “supersymmetric” particles. Supersymmetry is a theory in which all particles in our Standard Model — electrons, protons, neutrons, and so on — have a more massive “supersymmetric” partner. While there has been no experimental confirmation for supersymmetry as yet, the theory would solve a few of the gaps in our current thinking. One of supersymmetry’s proposed particles would be stable, electrically neutral, and only interact weakly with the common particles of the Standard Model — all the properties required to explain dark matter.

Notes for editors

The Hubble Space Telescope is a project of international cooperation between ESA and NASA.

The research paper, entitled “The non-gravitational interactions of dark matter in colliding galaxy clusters”, will be published in the journal Science on 27 March 2015.

The international team of astronomers in this study consists of D. Harvey (École Polytechnique Fédérale de Lausanne, Switzerland; University of Edinburgh, UK), R. Massey (Durham University, UK), T. Kitching (University College London, UK), A. Taylor (University of Edinburgh, UK), and E. Tittley (University of Edinburgh, UK).

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Image credit: NASA, ESA, D. Harvey (École Polytechnique Fédérale de Lausanne, Switzerland)and R. Massey (Durham University, UK)

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Contacts

David Harvey
École Polytechnique Fédérale de Lausanne
Lausanne, Switzerland
Tel: +41 22 3792475
Cell: +41 7946 38283
Email: david.harvey@epfl.ch

Richard Massey
Durham University
Durham, UK
Tel: +44 7740 648080
Email: r.j.massey@durham.ac.uk

Georgia Bladon
ESA/Hubble, Public Information Officer
Garching bei München, Germany
Tel: +44 7816 291261
Email: gbladon@partner.eso.org

About the Release

Release No.: heic1506
Type: • Early Universe : Galaxy : Grouping : Cluster
• Early Universe : Cosmology : Phenomenon : Dark Matter
• X – Cosmology Images/Videos
Facility: Hubble Space Telescope

Images

Collage of six cluster collisions with dark matter maps

Collage of six cluster collisions with dark matter maps
Galaxy cluster Abell 370 with dark matter map

Galaxy cluster Abell 370 with dark matter map
Galaxy cluster Abell 2744 with dark matter map

Galaxy cluster Abell 2744 with dark matter map
Galaxy cluster MACS J0152.5-2852 with dark matter map

Galaxy cluster MACS J0152.5-2852 with dark matter map
Galaxy cluster MACS J0416.1–2403 with dark matter map

Galaxy cluster MACS J0416.1–2403 with dark matter map
Galaxy cluster MACS J0717.5+3745 with dark matter map

Galaxy cluster MACS J0717.5+3745 with dark matter map
Galaxy cluster ZwCl 1358+62 with dark matter map

Galaxy cluster ZwCl 1358+62 with dark matter map
Collage of six cluster collisions, with dark-matter maps and X-ray data

Collage of six cluster collisions, with dark-matter maps and X-ray data

Videos

Fade through of galaxy cluster images

Fade through of galaxy cluster images

Stock Visuals

Stock Image 1

The NASA/ESA Hubble Space Telescope during Servicing Mission 4
Stock Image 2

Hubble in orbit

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