The largest single high-definition map of mysterious dark matter has been produced. It is the first in a series of  maps of the cosmos that will eventually allow a 3D view of dark matter across one eighth of the night sky. And the map should allow astronomers to study how galaxies formed in the universe. University of Manchester researchers have revealed an HD dark matter map (shown). It shows clumps of mystery particles across 0.4 per cent of the sky. The goal is to eventually map 12.5 per cent over five years. Red here shows more dark matter, and blue shows less. The moon is shown top left for scale . A team from the University of Manchester, led by Dr Sarah Bridle, has spent the past two years measuring the shapes of galaxies used to construct the map. And the map was released today at the April meeting of the American Physical Society in Baltimore, Maryland. It was created using data captured by the Dark Energy Camera, a 570-megapixel imaging device that is the primary instrument for the Dark Energy Survey (DES) led by Fermilab in the US. The survey uses the 13ft (four metres) Victor M. Blanco Telescope located at the Cerro Tololo Inter-American Observatory (CTIO) in Chile. When physicists study the dynamics of galaxies and the movement of stars, they are confronted with a mystery. If they only take visible matter into account, their equations simply don't add up; the elements that can be observed are not sufficient to explain the rotation of objects and the existing gravitational forces. There is something missing. From this they deduced that there must be an invisible kind of matter that does not interact with light but does, as a whole, interact by means of the gravitational force. Called 'dark matter', this substance appears to make up at least 80 per cent of the matter in the known universe. And the project is run overall as part of the five-year Dark Energy Survey (DES), and is the largest map of this detail. Of course, we can’t actually directly observe dark matter yet - so the survey instead looks for its noticeable effect on galaxies. Studying this enables the predicted amounts of dark matter in a given area to be mapped, based on its gravitational effects. ‘Dark matter could equally be called “transparent matter”, because we see things behind it that gets distorted by gravity,’ Dr Bridle told MailOnline. In the map she explained we’re seeing about 150 times the area of the full moon, which is about 0.4 per cent of the whole sky. The goal of the DES is to map 12.5 per cent of the entire sky, creating a 3D map of dark matter - and dark energy. ‘It is amazing to see a map of the dark matter over such a large region of the sky, and the full Dark Energy Survey mass map will be more than 30 times bigger still,’ Dr Bridle said in a separate statement. 'Analysis of the clumpiness of the dark matter in the maps will also allow us to probe the nature of the mysterious dark energy, believed to be causing the expansion of the universe to speed up.' This mosaic image shows the different telescope shots that were combined to make the dark matter map. The survey has just completed its second year. As scientists expand their search they’ll be able to better test current cosmological theories by comparing the amounts of dark and visible matter . The survey has just completed its second year. As scientists expand their search, they’ll be able to better test current cosmological theories by comparing the amounts of dark and visible matter. Those theories suggest that, since there is much more dark matter in the universe than visible matter, galaxies will form where there are large concentrations of dark matter (and hence stronger gravity) present. So far, the DES analysis backs this up. The maps show large filaments of matter along which visible galaxies and galaxy clusters lie and cosmic voids where very few galaxies reside. Follow-up studies of some of the enormous filaments and voids, and the enormous volume of data, collected throughout the survey will reveal more about this interplay of mass and light. These maps show how the amount of dark matter corresponds to the formation rate of galaxies. On the left, galaxies can be seen near dark matter clumps (in red), and further away from sparse regions (blue). The image on the right shows some of the regions of sky that were studied . The team at Manchester analysed 130 million separate telescope images of galaxies to make the map. The process of measuring the galaxies is so complex and time consuming that some of the world's largest supercomputers are needed to do it. Each time a new catalogue is made it takes about as much computing power as running 500 ordinary desktop computers for two weeks. 'We have to measure the shape of each galaxy - how distorted it is - with extremely high precision, about one part in 1000,' said Dr Joe Zuntz, also of the University of Manchester, who has been making the measurements. The survey uses the 13ft (four metres) Victor M. Blanco Telescope (middle) located at the Cerro Tololo Inter-American Observatory (CTIO) in Chile, outfitted with a newly designed, state-of-the-art Dark Energy Camera (DECam). It will be completed by 2018, mapping dark matter of an eighth of the sky in the process . Dark matter, the mysterious substance that makes up 85 per cent of all matter in the universe, is invisible to even the most sensitive astronomical instruments because it does not emit or block light. But its effects can be seen using a technique called gravitational lensing - studying the distortion that occurs when the gravitational pull of dark matter bends light around distant galaxies. Understanding how the clumpiness of dark matter changes with time will reveal the nature of the enigmatic dark energy, which is the ultimate goal of the survey. The dark matter map released makes use of early DES observations and covers only about three percent of the area of sky DES will document over its five-year mission.
University of Manchester researchers reveal HD dark matter map .
It shows clumps of mystery particles across 0.4 per cent of the sky .
The goal is to eventually map 12.5 per cent over five years .
Results could help reveal how galaxies form in the universe .
הופקה המפה הגדולה ביותר בהפרדה גבוהה של חומר אפל מסתורי. זוהי הראשונה בסדרה של מפות של הקוסמוס שתאפשר בסופו של דבר תצוגה תלת-ממדית של חומר אפל על פני שמינית משמי הלילה. והמפה אמורה לאפשר לאסטרונומים לחקור כיצד נוצרו גלקסיות ביקום. חוקרים מאוניברסיטת מנצ'סטר חשפו מפת חומר אפל HD (מוצגת). הוא מראה גושים של חלקיקי מסתורין על פני 0.4 אחוז מהשמים. המטרה היא למפות בסופו של דבר 12.5% ​​על פני חמש שנים. אדום כאן מראה יותר חומר אפל, וכחול מראה פחות. הירח מוצג משמאל למעלה עבור קנה המידה. צוות מאוניברסיטת מנצ'סטר, בראשות ד"ר שרה ברידל, בילה את השנתיים האחרונות במדידת צורות של גלקסיות המשמשות לבניית המפה. והמפה שוחררה היום במפגש אפריל של האגודה האמריקנית לפיזיקה בבולטימור, מרילנד. הוא נוצר באמצעות נתונים שנלכדו על ידי מצלמת האנרגיה האפלה, מכשיר הדמיה של 570 מגה פיקסל המהווה את המכשיר העיקרי לסקר האנרגיה האפלה (DES) בהובלת Fermilab בארה"ב. הסקר משתמש בטלסקופ Victor M. Blanco באורך 13 רגל (ארבעה מטרים) שנמצא במצפה הכוכבים הבין-אמריקאי Cerro Tololo (CTIO) בצ'ילה. כשפיזיקאים חוקרים את הדינמיקה של גלקסיות ותנועת כוכבים, הם מתמודדים עם תעלומה. אם הם לוקחים בחשבון רק חומר גלוי, המשוואות שלהם פשוט לא מסתדרות; היסודות שניתן לצפות בהם אינם מספיקים כדי להסביר את סיבוב העצמים ואת כוחות הכבידה הקיימים. יש משהו שחסר. מכאן הם הסיקו שחייב להיות סוג בלתי נראה של חומר שאינו יוצר אינטראקציה עם האור, אלא מקיים אינטראקציה, כמכלול, באמצעות כוח הכבידה. המכונה 'חומר אפל', נראה שהחומר הזה מהווה לפחות 80 אחוז מהחומר ביקום הידוע. והפרויקט מתנהל באופן כללי כחלק מסקר האנרגיה האפלה (DES) לחמש שנים, והוא המפה הגדולה ביותר של פרט זה. כמובן, אנחנו עדיין לא יכולים לצפות ישירות בחומר אפל - אז הסקר מחפש במקום זאת את ההשפעה הניכרת שלו על גלקסיות. לימוד זה מאפשר למפות את הכמויות החזויות של חומר אפל באזור נתון, בהתבסס על השפעות הכבידה שלו. "חומר אפל יכול להיקרא באותה מידה "חומר שקוף", מכיוון שאנו רואים דברים מאחוריו שמתעוותים על ידי כוח המשיכה", אמר ד"ר ברידל ל-MailOnline. במפה היא הסבירה אנו רואים בערך פי 150 מהשטח של הירח המלא, שהם בערך 0.4 אחוז מכלל השמים. המטרה של ה-DES היא למפות 12.5 אחוז מהשמים כולו, וליצור מפה תלת מימדית של חומר אפל - ואנרגיה אפלה. "מדהים לראות מפה של החומר האפל על פני אזור כה גדול בשמים, ומפת המסה המלאה של סקר האנרגיה האפלה תהיה גדולה יותר מפי 30 עדיין", אמר ד"ר ברידל בהצהרה נפרדת. "ניתוח של הגמישות של החומר האפל במפות יאפשר לנו גם לחקור את טבעה של האנרגיה האפלה המסתורית, שלדעתה גורמת להאצת התפשטות היקום." תמונת פסיפס זו מציגה את צילומי הטלסקופ השונים ששולבו ליצירת מפת החומר האפל. הסקר סיים זה עתה את שנתו השנייה. ככל שמדענים מרחיבים את החיפוש שלהם, הם יוכלו לבחון טוב יותר את התיאוריות הקוסמולוגיות הנוכחיות על ידי השוואת כמויות החומר האפל והנראה לעין. הסקר סיים זה עתה את שנתו השנייה. ככל שמדענים מרחיבים את החיפוש שלהם, הם יוכלו לבחון טוב יותר את התיאוריות הקוסמולוגיות הנוכחיות על ידי השוואת כמויות החומר האפל והנראה לעין. התיאוריות הללו מצביעות על כך שמכיוון שיש ביקום הרבה יותר חומר אפל מחומר גלוי, גלקסיות ייווצרו היכן שיש ריכוזים גדולים של חומר אפל (ומכאן כוח הכבידה חזק יותר). עד כה, ניתוח DES מגבה זאת. המפות מציגות חוטי חומר גדולים שלאורכם שוכנים גלקסיות וצבירי גלקסיות גלויים וחללים קוסמיים שבהם שוכנות מעט מאוד גלקסיות. מחקרי המשך של כמה מהפילמנטים והחללים העצומים, ונפח הנתונים העצום, שנאספו לאורך הסקר יגלו עוד על משחק הגומלין הזה של מסה ואור. מפות אלה מראות כיצד כמות החומר האפל תואמת את קצב היווצרותן של גלקסיות. בצד שמאל ניתן לראות גלקסיות ליד גושי חומר אפל (באדום), ורחוק יותר מאזורים דלילים (כחול). התמונה מימין מציגה כמה מאזורי השמיים שנחקרו. הצוות במנצ'סטר ניתח 130 מיליון תמונות טלסקופ נפרדות של גלקסיות כדי ליצור את המפה. תהליך מדידת הגלקסיות הוא כל כך מורכב ודורש זמן עד שכמה ממחשבי העל הגדולים בעולם נדרשים לשם כך. בכל פעם שיוצרים קטלוג חדש, נדרשת כוח מחשוב בערך כמו הפעלת 500 מחשבים שולחניים רגילים במשך שבועיים. "עלינו למדוד את הצורה של כל גלקסיה - עד כמה היא מעוותת - בדיוק גבוה במיוחד, בערך חלק אחד ב-1000", אמר ד"ר ג'ו זונץ, גם הוא מאוניברסיטת מנצ'סטר, שערך את המדידות. הסקר משתמש בטלסקופ 13 רגל (ארבעה מטרים) Victor M. Blanco (באמצע) הממוקם במצפה הכוכבים הבין-אמריקאי Cerro Tololo (CTIO) בצ'ילה, מצויד במצלמת אנרגיה כהה (DECam) המתוכננת לאחרונה. ). הוא יושלם עד 2018, תוך מיפוי של חומר אפל של שמינית מהשמים בתהליך. החומר האפל, החומר המסתורי המהווה 85 אחוז מכל החומר ביקום, אינו נראה אפילו למכשירים האסטרונומיים הרגישים ביותר מכיוון שהוא אינו פולט או חוסם אור. אבל ניתן לראות את השפעותיו באמצעות טכניקה הנקראת עדשת כבידה - לימוד העיוות המתרחש כאשר כוח הכבידה של החומר האפל מכופף את האור סביב גלקסיות רחוקות. הבנה כיצד הגמישות של החומר האפל משתנה עם הזמן תחשוף את טבעה של האנרגיה האפלה האניגמטית, שהיא המטרה הסופית של הסקר. מפת החומר האפל שפורסמה עושה שימוש בתצפיות DES מוקדמות ומכסה רק כשלושה אחוזים משטח השמיים ש-DES יתעד במהלך משימתו בת חמש השנים.
חוקרים מאוניברסיטת מנצ'סטר חושפים את מפת החומר האפל HD.
זה מראה גושים של חלקיקי מסתורין על פני 0.4 אחוז מהשמים.
המטרה היא למפות בסופו של דבר 12.5 אחוזים על פני חמש שנים.
תוצאות יכולות לעזור לחשוף כיצד נוצרות גלקסיות ביקום.