De totale massa die zich in de ring bevindt, bestaat uit twee componenten:stellaire componenten en donkere materiecomponenten.

"Als we de stellaire massa aftrekken van de totale massa, krijgen we de massa van donkere materie binnen de ring", zegt Hai-Bo Yu, hoogleraar natuurkunde en astronomie aan de Universiteit van Californië, Riverside, wiens team nieuw werk heeft gepubliceerd over JWST-ER1g in het tijdschrift The Astrophysical Journal Letters . "Maar de waarde voor de massa van donkere materie lijkt hoger dan verwacht. Dit is een raadsel. In ons artikel bieden we een verklaring."

Een halo van donkere materie is de halo van onzichtbare materie die een sterrenstelsel als JWST-ER1g doordringt en omringt. Hoewel donkere materie nog nooit in laboratoria is gedetecteerd, zijn natuurkundigen ervan overtuigd dat donkere materie, die 85% van de materie in het universum uitmaakt, bestaat.

‘Wanneer gewone materie – ongerept gas en sterren – instort en condenseert tot de halo van donkere materie van JWST-ER1g, kan deze de halo comprimeren, wat leidt tot een hoge dichtheid’, zegt Demao Kong, een tweedejaars student aan de UCR. die de analyse leidde. "Onze numerieke studies tonen aan dat dit mechanisme de hoge donkere materiedichtheid van JWST-ER1g kan verklaren:meer donkere materiemassa in hetzelfde volume, resulterend in een hogere dichtheid."

Volgens Daneng Yang, een postdoctoraal onderzoeker bij UCR en co-auteur van het artikel, biedt JWST-ER1g, gevormd 3,4 miljard jaar na de oerknal, "een geweldige kans om meer te leren over donkere materie."

"Dit sterke lensobject is uniek omdat het een perfecte Einstein-ring heeft, waaruit we waardevolle informatie kunnen verkrijgen over de totale massa binnen de ring, een cruciale stap voor het testen van de eigenschappen van donkere materie", zei hij.

NASA's JWST, gelanceerd op eerste kerstdag in 2021, is een in een baan om de aarde draaiend infraroodobservatorium. Ook wel Webb genoemd, het is ontworpen om vragen over het universum te beantwoorden. Het is de grootste, meest complexe en krachtigste ruimtetelescoop ooit gebouwd.

"JWST biedt ons een ongekende mogelijkheid om oude sterrenstelsels te observeren die werden gevormd toen het universum nog jong was", zei Yu. "We verwachten binnenkort meer verrassingen van JWST te zien en meer te leren over donkere materie."

Het onderzoek werd ondersteund door de John Templeton Foundation en het Amerikaanse ministerie van Energie.

De titel van het open access onderzoekspaper is "Cold Dark Matter and Self-interacting Dark Matter Interpretations of the Strong Gravitational Lensing Object JWST-ER1."

Meer informatie: Demao Kong et al., Koude donkere materie en zelfinteragerende donkere materie-interpretaties van het sterke zwaartekrachtlensobject JWST-ER1, The Astrophysical Journal Letters (2024). DOI:10.3847/2041-8213/ad394b

Journaalinformatie: Astrofysische dagboekbrieven

Aangeboden door Universiteit van Californië - Riverside