Halo's van donkere materie zijn theoretische lichamen waarbinnen sterrenstelsels zijn opgehangen; de massa van de halo domineert de totale massa. Deze halo's kunnen niet direct worden waargenomen, maar astronomen leiden hun aanwezigheid af door het fenomeen zwaartekrachtlensing - de vervorming van achtergrondobjecten door sterke zwaartekrachtbronnen die als lenzen fungeren. Astronomen kunnen zelfs verre sterrenstelsels bestuderen die worden vergroot door de zwaartekrachtlens van dichterbij gelegen zwaartekrachtobjecten.

Onderzoekers weten al tientallen jaren dat de clustering van sterrenstelsels niet de clustering van de meeste materie in het universum weerspiegelt. Het concept dat de verdeling van sterrenstelsels correleert met de dichtheid van materie op een bepaalde plaats in het universum dateert uit 1984. In een cluster van sterrenstelsels, materieverdeling is sterk geclusterd, en halo's vormen zich op het hoogtepunt van deze verdeling. Dit wordt de halo-bias genoemd.

Halo-bias kan ook worden omschreven als de relatie tussen de ruimtelijke verdeling van sterrenstelsels en het onderliggende dichtheidsveld van donkere materie. Clustering is verbeterd ten opzichte van de algemene verdeling van massa in het cluster. Maar naast massa zijn er nog andere theoretische eigenschappen die clustering kunnen beïnvloeden; natuurkundigen noemen dit secundaire bias, maar pogingen om ze te identificeren waren niet overtuigend.

Onlangs, een groep Italiaanse onderzoekers publiceerde een rapport in Natuurastronomie op een studie van PSZ2 GO99.86+58.45, een extreem dicht sterrenstelsel met een zeer groot zwaartekrachtlenssignaal. Ze melden dat het systeem uiterst zeldzaam is in het kader van de vorming van galactische structuren, en de kenmerken ervan impliceren sterk de effectiviteit van het versterken van andere mechanismen dan massa op halo's van donkere materie.

De onderzoekers analyseerden gegevens uit twee openbaar beschikbare shear-catalogi:de CFHTLenS en RCSLens. Ze ontdekten dat de rand van de cluster een zeer groot zwaartekrachtlenssignaal heeft dat tot 30 megaparsec kan worden getraceerd. De hoge signaal-ruisverhouding impliceert een dichtheid van omgevingsmaterie die de kosmologische gemiddelde dichtheid ver overtreft. Ze melden dat de extreme dichtheid van dit cluster niet alleen aan massa kan worden toegeschreven.

Aanvullend, de onderzoekers melden dat hun bevindingen goed overeenkomen met het Lambda cold dark matter-model (ΛCDM), die stelt dat het universum een ​​kosmologische constante bevat die wordt aangeduid met Λ geassocieerd met donkere energie en koude donkere materie. Koude donkere materie is een hypothetische vorm van donkere materie waarin donkere materiedeeltjes langzamer bewegen dan licht. Het ΛCDM-model stelt voor dat de structuur in het universum hiërarchisch van onder naar boven wordt gevormd, als kleinere constructies instorten onder invloed van hun eigen zwaartekracht, en steeds verder opgaan in grotere structuren. Het is momenteel het favoriete model voor structuurvorming in het universum.

De onderzoekers concluderen door te wijzen op het nut van lensanalyse in de studie van clusters van sterrenstelsels. Zij schrijven, "Volgende generatie melkwegonderzoeken zullen routinematig de lensanalyse uitvoeren van enkele halo's tot zeer grote stralen, zoals we hier hebben gepresenteerd."

© 2018 Fys.org