News

Събраните данни и нов метод за обработката им позволиха да се изследват колебанията в разпределението на тъмната материя в невиждани досега подробности.

Така, ако във Вселената съществуваше само видима материя, тогава периферните части на галактическите дискове щяха да се въртят по-бавно от наблюдаваното и отклонението на електромагнитното излъчване на масивни обекти при преминаване близо до други масивни далечни обекти, вследствие на гравитационното въздействие, обикновено би било забележимо по-слабо. Само предположението за някаква скрита маса ни позволява да разрешим тази загадка. Освен това, според общоприетата днес космологична теория, в частта от Вселената, която наблюдаваме, трябва да има пет пъти повече от тази невидима материя от барионната материя, с която сме свикнали.

Тъй като наличието на тъмна материя може да бъде потвърдено само чрез гравитационни ефекти върху мащаба на звездите и галактиките, астрономите трябва да разчитат само на „естествени експерименти“, включващи специалното разположение на небесните тела.

Един от тези експерименти за група японски астрономи беше квазарът MG J0414+0534, чиято светлина пътува до нас в продължение на 11,2 милиарда години, и преминава през гравитационната леща, разположена между него и Земята. Последната е образувана от масивна галактика, както и от тъмната материя около нея.

Поради изкривяването на пространството от видимата материя на галактиката и невидимата тъмна материя се създават четири изображения на далечния квазар. Често в такива случаи се наблюдават аномалии в разпределението на сигнала от различни изображения, което води до значителни отклонения на данните от наблюденията от теоретичните прогнози. Тези отклонения обикновено се обясняват с наличието на допълнителен малък ореол от тъмна материя с умерена маса, разположен близо до главния ореол на галактиката или в междугалактическото пространство.

Различните модели на тъмната материя описват колебанията в разпределението на такива бучки във Вселената по различни начини. Моделът на студената тъмна материя (CDM) най-добре описва гравитационните ефекти на невидимата материя в мащаби, по-големи от три милиона светлинни години. За по-точно и подробно описание е необходимо да се установи дали наблюдаваните аномалии в изображенията от лещи могат да бъдат обяснени чрез въвеждане на променливо разпределение на тъмната материя в междугалактичното пространство.

Проблемът е, че за да се оцени размерът на флуктуациите, е необходимо да се измерят астрометричните измествания в сигналите от изображенията с лещи, причинени от тях. Това обикновено са фини ефекти, които могат да се наблюдават със сигурност само в случаи на силни гравитационни лещи, както в случая с MG J0414+0534. За да проучат изображения на квазар, създаден от масивна галактическа леща, японските изследователи са използвали масива на радиотелескопа ALMA и нов метод за анализ на данни.

Наблюденията с Very Long Baseline Array (VLBA) позволиха на учените да разрешат дребномащабната структура на флуктуациите на междугалактическата тъмна материя с подробности, които им позволяват да различават обекти на 30 хиляди светлинни години или по-малко (което например е три пъти по-малко от ширината на Млечния път). Новите измервания не само са в съответствие с прогнозите на CDM, но и значително разширяват обхвата на приложимост на този модел. По-подробна информация за резултатите от работата можете да намерите в статия, публикувана в The Astrophysical Journal.

Авторите на работата предполагат, че флуктуациите в разпределението на тъмната материя, които са открили с помощта на гравитационни лещи, се обясняват с малки „субореоли“ от тъмна материя, които се намират извън големите галактики. Ореолът от тъмна материя е хипотетичен компонент на галактиките, който заобикаля галактическия диск и се простира далеч отвъд видимата част на галактиката. Масата на ореола на тъмната материя е основният компонент на общата маса на галактиката. Тъй като тези ореоли се състоят от тъмна материя, той не се наблюдава директно, но присъствието му се определя от влиянието, което има върху движението на звездите и газа в галактиките. Ореолите на тъмната материя играят ключова роля в съвременните модели на формирането и еволюцията на галактиките.