På slutten av syttitallet utforsket Vera Rubin og Kent Ford spiralgalaksen Andromeda. Resultatene astronomer fikk på hullkort overrasket og til og med skremt dem. Det virket som om spiralen i galaksen ikke roterte i det hele tatt som den skulle ha vært ifølge beregningene. Saken i endene av armene beveget seg i samme hastighet som materie i sentrum av galaksen.
Du trenger ikke å være en verdenskjent astrofysiker for å forstå at en slik bevegelse bryter Newtons lover. Det tok Rubin to år å formulere de første konklusjonene fra disse rare eksperimentelle dataene. Hullkortene hennes var det første beviset på eksistensen av mørk materie.
Nå vet forskere at mørk materie utgjør 84% av all materie i universet. Det påvirker hvordan galakser og galaksehoper beveger seg i forhold til hverandre.
Vera Rubin var en av de første kvinnene i historien som fikk muligheten til å jobbe ved Palomar Observatory i San Diego. Hun ble ført bort av stjernene som barn: hun tegnet stjerneskudd, samlet et teleskop og skrev essays om litteratur om stjernene. På universitetet fant hun sitt eget tema: dynamikken i galaksernes bevegelse. Fra astronomen George (George) Gamow fikk Rubin ideen om å bruke den akkumulerte kunnskapen om Melkeveiens rotasjon til andre galakser og se om deres dynamikk vil variere. I tillegg lette Rubin etter en felles akse eller et bevegelsessenter for galakser (eller bevis på at galakser beveger seg tilfeldig og uavhengig av hverandre).
Andromeda Galaxy. Bilde av Hubble Space Telescope
Under søket oppdaget hun et fly der det var mange flere galakser enn noen annen. Vårt store hjemland, en superklynge av galakser, ligger i dette flyet. Imidlertid ble hennes arbeid møtt med en bølge av kritikk, og ble aldri publisert.
Videre forskning av Rubin bekreftet at galakser beveger seg i konsert, ikke kaotisk, og forener seg i gigantiske grupper. Etter å ha møtt Kent Ford ved Carnegie Earth Institute for Magnetism, begynte Rubin å jobbe med det mest følsomme spektrometeret på den tiden - et instrument som nedbryter lys til bølger med en viss lengde. Instrumentet gjorde det mulig å studere galakser ikke helt, men å observere deres individuelle deler.
Kampanjevideo:
Vera Rubin setter opp et 2,1 meter spektrometer
Foto: Arkiv og spesielle samlinger, Vassar College Library
Sammen begynte Rubin og Ford å observere kvasarer - de lyseste objektene i universet, galakser, i sentrum som er supermassive sorte hull. For ikke å bli spredt (og spare dyrebar tid ved bruk av spektrometeret) bestemte forskerne seg for å fokusere på Andromedagalaksen. Da fikk Rubin muligheten til å gå tilbake til sin forskning om rotasjon av galakser. De så slett ikke hva de forventet. I solsystemet beveger objekter nærmere sentrum seg raskere enn objekter i kantene. Masse gir tyngdekraften, som bestemmer rotasjonshastigheten. Og siden det meste av saken - og mesteparten av massen - i galakser er konsentrert i sentrum, beveger de perifere områdene i beregningene seg mye saktere. Men i Andromeda er alt annerledes: de perifere områdene roterer i samme hastighet som sentrum.
Mørk materie, som ideen ble fremmet av Jan Oort og Fritz Zwicky tilbake i 1932, ble den eneste mulige forklaringen på dette fenomenet. En gang Rubin tegnet Andromeda-galaksen for hånd, og puslespillet kom sammen: hvis det er en sky av mørkt materie i en hvilken som helst galakse, kan den utjevne massefordelingen. Tyngdekraften - og med den rotasjonshastigheten - vil være den samme.
Alexander Privalov
