Galaxer är som fingeravtryck eller snöflingor. Det finns många av dem, och de kan ha många gemensamma egenskaper, men ingen är den andra lik. Därför, när två galaxer 2013 upptäcktes i universums bortre hörn, belägna sida vid sida och slående lika varandra, blev astronomerna häpnadsväckande.
Nu har forskare äntligen löst mysteriet med dessa märkliga "identiska föremål" - och svaret kan påverka förståelsen av mörk materia. Objektet, kallat "Hamilton-objektet", upptäcktes av astronomen Timothy Hamilton från Shawnee State University av en slump i data som erhölls av Hubble Space Telescope för nästan ett decennium sedan. De två galaxerna visade sig ha samma form och har samma nästan parallella mörka ränder på grund av den galaktiska utbuktningen, den centrala delen av galaxen där de flesta stjärnorna lever.
Ett mer rimligt svar dök upp först 2015. Astronomen Richard Griffiths från University of Hawaii, efter att ha sett hur Hamilton presenterade sitt föremål vid mötet, föreslog att den skyldige kunde vara ett sällsynt fenomen - gravitationslinser. Detta fenomen uppstår som ett resultat av en slumpmässig kombination av massiva föremål i rymden. Om ett massivt föremål befinner sig direkt mellan oss och ett avlägset föremål, finns det en förstoringseffekt på grund av den gravitationsförvrängning av rum-tiden runt det närmare föremålet.
Allt ljus som passerar genom denna rum-tid följer denna förvrängning och kommer in i våra teleskop utsmetat och förvrängt i varierande grad – men också ofta förstorat och duplicerat. Det var mycket mer vettigt än två identiska galaxer, särskilt när Griffiths upptäckte en annan galax duplikat.
Men ett stort problem kvarstod: Vad orsakar gravitationsförvrängning? Griffiths och andra forskare gav sig i kast med att hitta ett föremål som är tillräckligt massivt för att orsaka linseffekten.
Också intressant:
- Hubble registrerade de magiska detaljerna i kollisionen mellan två galaxer
- Astronomer såg samma supernova tre gånger och förutspår dess fjärde framträdande 2037
Och de hittade den honom. Mellan oss och Hamiltons objekt finns ett kluster av galaxer, som det inte fanns tillräckligt med information om förrän nu. Vanligtvis sker sådana upptäckter i motsatt riktning - först upptäcks klustret, och sedan letar astronomer efter linsgalaxer bakom det.
Forskare säger att det Hamiltonska objektet är cirka 11 miljarder ljusår bort, och en annan grupp forskares arbete har visat att klustret är cirka 7 miljarder ljusår bort.
Själva galaxen är en sluten spiralgalax med en kant vänd mot oss, där ojämn stjärnbildning sker, fastställde forskarna. Datorsimuleringar har hjälpt till att fastställa att de tre duplicerade bilderna bara kan skapas om fördelningen av mörk materia är jämn i små skalor.
De två identiska bilderna, tagna sida vid sida, skapades eftersom de befinner sig på gränsen för en krusning i rum-tid – det område med störst förstoring som skapas av tyngdkraften hos den mörka materiens filament. Sådana trådar tros binda universum till ett stort, osynligt kosmiskt nät, som förbinder galaxer och galaxhopar och matar dem med vätgas.
Men vi vet inte vad mörk materia är, så varje ny upptäckt som berättar var den är, hur den är fördelad och hur den påverkar det omgivande utrymmet är ytterligare ett bevis som i slutändan kommer att hjälpa oss att lösa detta mysterium.
Läs också: