Создана самая подробная карта распределения темной материи во Вселенной
Астрономы из Даремского университета, Лаборатории реактивного движения NASA и Федеральной политехнической школы Лозанны представили самую подробную карту распределения темной материи во Вселенной. Она показывает, как эта невидимая субстанция помогла собрать обычную материю в галактики вроде Млечного Пути и планеты вроде Земли. Исследование опубликовали в журнале Nature Astronomy.
Новая карта подтверждает существующие теории и раскрывает детали связи между темной и обычной материей. В ранней Вселенной оба вида материи были распределены редко. Ученые считают, что первой начала сбиваться в комки именно темная материя. Своей гравитацией она притягивала обычное вещество. В этих уплотнениях затем зажглись звезды и сформировались галактики. Темная материя определила, как галактики распределены в пространстве сейчас. Она ускорила рождение звезд и создала условия, в которых появились тяжелые элементы, необходимые для жизни.
Соавтор исследования Гэвин Леруа из Даремского университета сравнивает темную материю с невидимым архитектором. Карта подтверждает, что скрытый компонент Вселенной структурировал видимое вещество. Без этого процесса галактики, звезды и жизнь просто не появились бы.
Темная материя не испускает, не отражает и не поглощает свет. Она проходит сквозь обычное вещество, как призрак. Обнаружить ее можно только по гравитационному влиянию. Новая карта показала, что области скопления темной и обычной материи совпадают. Астрономы уверены, что это не случайно: гравитация темной материи притягивала к себе обычное вещество на протяжении всей истории Вселенной.
Профессор Ричард Мэсси из Института вычислительной космологии объясняет, что темная материя всегда соседствует с обычной. Миллиарды ее частиц ежесекундно пролетают сквозь человеческое тело. Это безвредно, мы их не замечаем. Однако в масштабах космоса влияние огромно. Например, облако темной материи вокруг Млечного Пути удерживает нашу Галактику вместе. Без этой гравитационной связи вращение разорвало бы Галактику на части.
Для создания карты телескоп «Джеймс Уэбб» наблюдал за участком неба в созвездии Секстанта. Площадь обзора в 2,5 раза превышала размер полной Луны. Наблюдения длились 255 часов. Телескоп зафиксировал почти 800 тысяч галактик. Чтобы найти темную материю, ученые использовали метод гравитационного линзирования.
Масса темной материи искривляет само пространство. Из-за этого свет от далеких галактик доходит до Земли по изогнутой траектории, словно проходит через неровное стекло.
На новой карте в десять раз больше галактик, чем на снимках наземных обсерваторий, и вдвое больше, чем на картах телескопа «Хаббл». Высокое разрешение позволило увидеть новые сгустки темной материи и рассмотреть уже известные области детальнее. Соавтор работы Диана Сконамильо отмечает, что раньше астрономы видели лишь размытую картину, а теперь разглядели «невидимые строительные леса» Вселенной с высокой четкостью.
Точно измерить расстояния до галактик помог прибор MIRI на борту «Джеймса Уэбба». Он работает в среднем инфракрасном диапазоне. Эти длины волн позволяют телескопу видеть сквозь облака космической пыли, которые скрывают многие объекты от других инструментов.
Команда планирует расширить карту на всю Вселенную с помощью телескопа «Евклид» Европейского космического агентства и будущего телескопа «Нэнси Грейс Роман» от NASA. Это поможет узнать больше о фундаментальных свойствах темной материи и о том, как она менялась со временем. Изученный сейчас участок неба станет эталоном, по которому астрономы будут настраивать будущие наблюдения.
На обложке телескоп «Джеймс Уэбб», с помощью которого составили карту. Источник: NASA/dima_zel
Самое популярное
