Астрономы построили самые детальные карты распределения темной материи

Астрономы построили самую детальную на сегодняшний день карту распределения темной материи в скоплениях галактик. Работа исследователей опубликована в журнале Monthly Notices of the Royal Astronomical Society, с препринтом можно ознакомиться на сайте ArXiv.

Согласно современной космологической модели, наша Вселенная заполнена огромным количеством темной материи, которую нельзя увидеть напрямую с помощью телескопов. Тем не менее, на ее существование указывают некоторые процессы, например движение звезд в галактиках или гравитационное микролинзирование. Так, исследования показывают, что скорость вращения звезд вокруг галактического центра практически не меняется по мере удаления от него (хотя, по идее, она должна бы снижаться), а слабое гравитационное линзирование множества галактик, то есть искажение далеких источников света массивным объектом, расположенным между ним и наблюдателем, выражено гораздо отчетливее, чем должно быть по расчетам, принимающим во внимание только массу звезд, пыли и газа. Обе эти «аномалии» лучше всего объясняются присутствием темной материи — некоторого компонента, способного гравитационно взаимодействовать с другими объектами.

Гравитационные эффекты также позволяют астрономам изучать, как распределяется «невидимое вещество» во Вселенной. Опираясь на них, авторы новой работы создали карту распределения темной материи в трех скоплениях галактик.

Астрономы в рамках проекта

наблюдали с помощью телескопа Hubble за скоплениями Abell 2744 (красное смещение 0,308), MACSJ 0416 (красное смещение 0.396), и MACSJ 1149 (красное смещение 0.543). Большая масса этих объектов позволяет им действовать как

, искажая прямолинейный ход лучей света и увеличивая видимые размеры тел за ними. Исследователи изучили искажение изображений десятков галактик, которые лежали за скоплениями, и на основе этого рассчитали распределение вещества в самих линзах.

В результате ученым удалось получить самые детальные на сегодняшний день карты распределения субгало (сгустков) темной материи массой от 10

до 10

масс Солнца в галактических скоплениях. В целом, они хорошо согласуются с предсказаниями симуляций, созданных на основе принятой космологической модели

. Однако исследователи заметили некоторые расхождения в радиальном распределении субгало, что говорит о том, что современные симуляции не совсем адекватно отражают динамические свойства и сложною морфологию наблюдаемых гравитационных линз.

В 2015 году

первые результаты проекта

по составлению «темной» карты видимой Вселенной. Для ее составления ученые получили глубокие снимки участка неба, размером 139 квадратных градусов, что составляет всего 1/8 часть небесной сферы. Кроме того, астрономы создали самую большую трехмерную карту далеких галактик, которая также должна помочь ученым изучить распределение темной материи и энергии во Вселенной.