銀河団の内部構造は周辺にあるダークマターの影響を受けていた

約1000万個もの銀河のカタログから得られた銀河団のサンプル約9000個。

これを解析することで、
銀河団の内部構造と周辺のダークマター分布の間に関係があることが、
世界で初めて明らかになったようです。


見えないダークマターの観測

光では直接見ることが出来ない
銀河団内および周辺のダークマターの分布を調べるために、
今回の研究で用いたのは重力レンズ効果の測定結果でした。

全天の約4分の1の天域にわたる
スローン・デジタル・サーベイで観測された約1000万個もの銀河のカタログから、
約9000個の銀河団サンプルを選択。

そこで注目したのは銀河団内の構造です。

銀河団に属する銀河が、各々の銀河団内で中心に集中して分布しているか、
あるいは広がって分布しているかで、銀河団を2つのサンプルに分けたんですねー

そして、銀河団が背後の銀河に及ぼす重力レンズ効果の測定から、
どちらのサンプルの銀河団も同じ質量を持っていることを示しています。

一方、銀河団周辺の重力レンズ効果と、銀河団の空間分布の両方から、
両サンプルの周辺の約1億光年にわたるダークマター分布の総量を調査。

すると、銀河中心に集中している銀河団ではダークマターが少なく、
銀河が広がって分布している銀河団では多いことが分かるんですねー
その量は、2つのサンプル間で約1.5倍も異なっていました。

天球上の銀河団の分布地図。 銀河が中心に集中している銀河団の周辺は、 ダークマターの分布総量が少なく銀河団分布密度凸凹も少ない。 銀河が広がって分布している銀河団の周辺は、 ダークマターの分布総量が多く銀河団分布密度の凸凹も大きい。

質量だけでは決らない銀河団の特性

この結果は、銀河団の質量が同じでも、
約100万光年程度のスケールになる銀河団の内部構造の特性によって、
約1億光年のスケールに及ぶダークマターの分布に違いが生じていることを、
示すことになります。

これまで、銀河団の個数密度や空間分布などの特性は、
銀河団の質量によってだけ決まると考えられていました。

それが、138億年の宇宙の構造進化の歴史における、
銀河団の形成史と、銀河団周辺のダークマターの分布といった、
周辺の大規模な環境の影響を受けていることが明らかになったんですねー

研究者は長い間、
銀河団の特性が、その質量だけで決まっているという、
単純な理論にとらわれていました。

でも今回の結果は、この理論を覆すものでした。

銀河団の周辺の環境も、
銀河団の特性の決定に重要な役割を果たしているんですね。


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