«Джеймс Уэбб» составил самую точную карту темной материи
Ученые составили самую детальную на сегодня карту темной материи, используя едва заметные искажения формы примерно 250 000 галактик. Это может помочь нам понять некоторые из величайших тайн космоса.
Составить карту темной материи невероятно сложно, поскольку она, как это прямо следует из названия, не испускает никакого детектируемого излучения. Загадочная субстанция взаимодействует с обычной материей через гравитацию, и только этим себя выдает.
Участники проекта COSMOS-Web воспользовались наблюдениями космического телескопа «Джеймс Уэбб» (JWST), изучив участок неба чуть больше полной Луны. Результатами они поделились на страницах Nature Astronomy.
«Это очень детальное изображение каркаса нашей Вселенной в совсем небольшом уголке», — говорит космолог Жаклин Макклири из Северо-Восточного университета в Массачусетсе, одна из авторов.
Разрешение новой карты примерно в два раза выше, чем у предыдущих, созданных с помощью телескопа «Хаббл», и она включает структуры, находящиеся гораздо дальше от Земли.
Для создания этой карты исследователи изучили формы около 250 000 галактик, но интерес представляет не сама их форма.
«Эти галактики — по сути, космические обои», — объясняет профессор Лилия Уильямс из Миннесотского университета.
Гравитация темной материи между телескопом и этими «обоями» искривляет свет галактик за счет гравитационного линзирования: чем сильнее средняя форма далеких галактик отличается от круглой, тем больше темной материи находится между ними и нами.
Проанализировав эти различия в форме, исследователи нанесли на карту огромные скопления галактик вместе с нитями космической паутины, которые их соединяют. Некоторые из этих структур не соответствуют ничему из ранее наблюдаемой обычной светящейся материи, что указывает на преобладание в них материи темной.
«Чтобы выявить множество таких структур на обширном поле, гравитационное линзирование — один из очень немногих методов и, безусловно, лучший», — убеждена Уильямс.
Это важно, поскольку темная материя составляет около 85% всей материи во Вселенной, поэтому она играет важную роль в эволюции не только галактик и их скоплений, но и космоса в целом. Построение карты ее распределения может помочь нам точно определить, как она себя ведет и из чего именно состоит, говорит профессор.
«Это не только наблюдательный прорыв, но и основа для множества других исследований — уточнения космологических параметров, изучения связи между галактиками и их гало темной материи, а также их роста и эволюции со временем», — считает Макклири.
Эти космологические параметры включают силу темной энергии — таинственной силы, заставляющей Вселенную расширяться с ускорением.
На данный момент полученная с помощью JWST карта в целом соответствует нашей текущей стандартной модели Вселенной ΛCDM, однако еще предстоит провести множество углубленных исследований данных, которые наверняка принесут новые открытия.
«Хотя на первый взгляд она соответствует ΛCDM, я еще не сдаюсь — я отложу окончательные выводы до завершения нашего анализа», — заключила космолог.
