Тёмная материя – невидимый каркас, который, как считается, удерживает галактики вместе. За почти столетие исследований её так и не удалось напрямую обнаружить, но учёные научились наблюдать косвенные проявления, и теперь одна из команд использовала эти методы, чтобы создать самую детализированную на сегодня карту тёмной материи.
Исследователи опубликовали карту в понедельник в журнале Nature Astronomy. Для её создания они измеряли крошечные искажения форм сотен тысяч галактик, снятых телескопом Уэбба. Это позволило восстановить распределение массы – включая тёмную материю – и отобразить невидимую структуру Вселенной.
Астрономы полагают, что обычная материя – частицы, взаимодействующие со светом и потому наблюдаемые – составляет лишь шестую часть всей материи во Вселенной. Остальное приходится на тёмную материю, которая не испускает и не поглощает свет, взаимодействуя с окружающим миром только через гравитацию.
Согласно стандартной космологической модели, тёмная материя должна существовать, чтобы объяснить определённые гравитационные эффекты – например, неожиданно быстрое вращение галактик или то, что они держатся вместе прочнее, чем должны были бы. Лучший способ косвенно "увидеть" тёмную материю – измерить её гравитационные эффекты, чем и занялись ученые, используя слабое гравитационное линзирование – тонкое искажение света от далёких галактик, вызванное гравитацией промежуточной массы.
Снимки Уэбба высокого разрешения из обзора COSMOS-Web позволили команде измерить формы 129 галактик и построить карту материи с разрешением более чем в два раза выше, чем у предыдущих карт с телескопа Хаббла.
Самые яркие области карты отмечают места, где сконцентрированы большие массы – обычно там находятся массивные скопления галактик. Тусклые нитевидные структуры, соединяющие эти яркие пятна, прослеживают обширные филаменты, которые связывают галактики воедино, а более тёмные, гладкие области показывают, где материи относительно мало.
Проще говоря, карта – это картина каркаса Вселенной.
Разрешение новой карты не только даёт детальный вид структуры Вселенной, но и позволяет астрономам наблюдать эту структуру гораздо дальше в прошлом, чем предыдущие карты. Она прослеживает тёмную материю до эпохи, когда галактики формировались наиболее активно, и потому служит отправной точкой для проверки теорий о природе тёмной материи, а также моделей галактических окружений в период пикового звёздообразования – примерно 8–11 миллиардов лет назад.
Карта согласуется с нашей текущей космологической моделью, которая предсказывает, что тёмная материя формирует паутинообразную структуру, внутри которой растут галактики. С этим более чётким видом мы можем проверять эти предсказания точнее и искать небольшие расхождения, которые могут намекать на новую физику – например, альтернативные свойства тёмной материи или тонкие отклонения от стандартной гравитации.
Качество данных также открывает двери к изучению эволюции материи во времени. Это поможет следующему проекту – созданию трёхмерных карт массы Вселенной. Космические телескопы нового поколения вроде телескопа Нэнси Грейс Роман (NASA) и Евклид (ESA) поддержат эту работу, производя данные высокого разрешения, охватывающие гораздо большие участки неба.
Источник новости: shazoo.ru
