Лучшая карта темной материи выявила ранее не встречавшиеся структуры

Ученые создали лучшую в истории карту темной материи, используя тонкие искажения формы около 250 000 галактик. Это могло бы помочь нам понять некоторые из величайших загадок космоса.

Темная материя чрезвычайно сложно нанести на карту, потому что, как следует из названия, он не излучает никакого света, который мы можем обнаружить. С обычной материей она взаимодействует только посредством гравитационного притяжения, поэтому исследователи используют это, чтобы выяснить, где она находится. Жаклин МакКлири в Северо-Восточном университете в Массачусетсе и ее коллеги использовали Космический телескоп Джеймса Уэбба (JWST) для этого, исследуя участок неба, немного превышающий полную луну.

«Это изображение строительных лесов этого маленького уголка Вселенной в очень высоком разрешении», — говорит Макклири. Разрешение карты примерно в два раза выше, чем у предыдущих, сделанных с помощью Космический телескоп Хаббли он включает в себя структуры, находящиеся гораздо дальше от Земли.

Чтобы создать эту карту, исследователи изучили формы около 250 000 галактик, но интересна не их внутренняя форма. «Эти галактики — это, по сути, космические обои», — говорит Лилия Уильямс из Университета Миннесоты, который не участвовал в анализе. Вместо этого важно то, как гравитация темной материи между телескопом и «обоями» искажает свет галактик в процессе, называемом гравитационным линзированием: чем дальше средняя форма далеких галактик от круглой, тем больше темной материи лежит между ними и нами.

Анализируя эти различия в форме, исследователи нанесли на карту огромные скопления галактик, а также волокна космическая паутина что их связывает. Некоторые из этих структур не совпадают ни с чем, что мы ранее видели при наблюдении обычной или светящейся материи, что указывает на то, что в них должна доминировать темная материя. «Для идентификации многих из этих структур в широком поле гравитационное линзирование является одним из очень, очень немногих методов и определенно лучшим», — говорит Уильямс.

Это важно, поскольку темная материя составляет около 85 процентов от всей материи во Вселенной, поэтому она имеет решающее значение для эволюции не только галактик и скоплений галактик, но и космоса в целом. По словам Уильямса, построение карты его распространения могло бы помочь нам понять, как он ведет себя и из чего именно состоит.

«Это не только наблюдательный успех, но, в свою очередь, он позволит провести множество других исследований – ограничения космологических параметров, связь между галактиками и их гало из темной материи и то, как они растут и развиваются с течением времени», – говорит Макклири. Эти космологические параметры включают силу темная энергиятаинственная сила, заставляющая Вселенную расширяться с возрастающей скоростью.

На данный момент кажется, что карта JWST соответствует нашей нынешней стандартной модели Вселенной, известной как лямбда-CDM, но предстоит провести множество углубленных исследований данных, которые наверняка дадут новую информацию, говорит Макклири. «Хотя на первый взгляд это соответствует лямбда-CDM, я пока не сдаюсь – я воздерживаюсь от суждений до тех пор, пока наш анализ не будет завершен».