RW Space

Искривление пространства-времени вокруг колоссальной массы позволило провести наиболее подробные измерения космического распределения темной материи.

С помощью гравитационной линзы команда под руководством космолога Кайки Таро Иноуэ из Университет Киндай в Японии нанес на карту загадочную форму материи в самом маленьком масштабе, который мы когда-либо видели, с разрешением всего 30 000 световых лет.

Это может показаться большим, но если учесть, что Млечный Путь Путь имеет диаметр около 100 000 световых лет, это более впечатляюще. Исследователи смогли нанести на карту то, что мы даже не можем увидеть, в масштабе менее трети размера нашей галактики на расстоянии более 7,5 миллиардов световых лет. Это потрясающе.

Анализ основывался на случайном расположении космических объектов, известном как гравитационная линза. Пространство-время изгибается вокруг массивных тел, напоминающее батут, прогибающийся под вашим телом, когда вы на нем сидите. Если вы катите шарики по батутному мату, они будут двигаться не по прямой, а по изогнутой линии, следуя за закругленной поверхности.

Похожая вещь происходит со светом, проходящим через пространство, когда он сталкивается с искривление пространства-времени вокруг массивного объекта, такого как галактика или скопление галактик. Итак, если за одним из этих объектов находится, скажем, далекая галактика, свет от более отдаленной галактики будет искажаться и увеличиваться по мере прохождения через искривленное пространство-время.

Одна из причин, по которой это здорово, заключается в том, что ученые могут изучать эти далекие галактики гораздо детальнее, чем без линзы. Но то, как свет искажается и размывается, может также выявить распределение гравитации в линзе переднего плана.

Это, как оказалось, отличный способ найти, где скрывается темная материя. Мы не знаем, что такое темная материя; он не излучает свет, поэтому мы не можем обнаружить его напрямую. Что мы действительно знаем, так это то, что во Вселенной существует некая невидимая масса, создающая избыточную гравитацию. Мы можем обнаружить воздействие этой гравитации и, таким образом, отследить, где скрывается эта масса.

Это все равно не скажет нам, что такое темная материя, но выяснение того, где она находится, может помочь нам понять, что такое темная материя. о том, как это работает. В случае с гравитационной линзой, как только вы вычтете всю нормальную материю (то есть галактики) из распределения массы, декодированного из искаженного света фонового объекта, у вас останется темная материя.

Вот что Иноуэ и его коллеги сделали с галактикой с гравитационными линзами под названием MG J0414+0534, которая находится так далеко, что ее свет занял около 11,3 миллиардов лет. чтобы добраться до нас. Находясь немного ближе, линзовая галактика на переднем плане исказила и разделила этот свет на четыре изображения.

Положения этих разделенных изображений не полностью объясняются эффектом линзирования видимых частей галактики на переднем плане. Поэтому, используя мощную Атакамскую большую миллиметровую/субмиллиметровую решетку и новую технику анализа, исследователи вычли влияние видимых частей галактики-линзы на искаженный свет от MG J0414+0534, чтобы получить более детальную карту темной материи линзы. .

Полученная карта подтверждает теорию о том, что внутри галактик, а также в пространствах между ними существует множество сгустков темной материи, как и предсказывает теория холодной темной материи. Это впервые подтверждает, что эта теория остается последовательной в таком масштабе, меньшем, чем галактики.

Это, по словам исследователей, предлагает новый мощный инструмент, который поможет в поисках понимания темной материи. Невозможность определить ее распределение в масштабах меньших, чем галактики, препятствовала усилиям по ограничению ее свойств. Возможность сделать это поможет ученым сузить круг вариантов идентификации загадочной, вездесущей массы.

Результат исследования был опубликован в Астрофизическом журнале.