Галактики оказались соединены скрытыми «мостами» из темной материи
Международная группа исследователей создала карту темной материи в локальной вселенной и обнаружила несколько ранее не обнаруженных структур, соединяющих галактики.
Исследование опубликовано в Astrophysical Journal, коротко о нем рассказывает Phys.org.
Темная материя — неуловимая субстанция, составляющая 80% Вселенной. Из темной материи состоит космическая паутина — крупномасштабная структура во Вселенной, которая своей гравитацией определяет движение галактик и другого космического материала. Однако распределение локальной темной материи нельзя измерить напрямую. Исследователи могут сделать вывод о структуре космической паутины, основываясь на ее гравитационном влиянии на другие объекты во Вселенной, например галактики.
«По иронии судьбы легче изучать распределение темной материи максимально далеко от нас, потому что оно отражает очень далекое прошлое, которое гораздо менее сложно, — рассказал один из авторов исследования Донгхуэй Чон, доцент астрономии и астрофизики в Пенсильванском университете (США). — Со временем сложность Вселенной увеличивалась, поэтому локальные измерения темной материи очень трудны».
Предыдущие попытки составить карту космической паутины начинались с модели ранней Вселенной, а затем ее эволюции на протяжении миллиардов лет. Однако этот метод требует больших вычислительных ресурсов и пока не может дать достаточно точных результатов, чтобы экстраполировать его на локальную вселенную.
В новом исследовании ученые использовали совершенно другой подход — машинное обучение для построения модели, которая использует информацию о распределении и движении галактик для прогнозирования распределения темной материи.
Исследователи построили и обучили свою модель, определив, какие свойства галактик необходимы для предсказания распределения темной материи.
«Получив определенную информацию, модель может по существу заполнить пробелы на основе того, что она видела раньше», — пояснил Чон.
Затем исследовательская группа применила свою модель к реальным данным о ближайшей вселенной из каталога галактик Cosmicflow 3. Каталог содержит исчерпывающие данные о распределении и движении более 17 000 галактик в окрестностях Млечного Пути — в пределах 200 мегапарсек.
Полученная карта локальной космической паутины показала, что галактики соединяются нитевидными структурами из темной материи. Теперь эти невидимые мосты между галактиками потребуется изучить более детально.
Например, было высказано предположение, что галактики Млечный Путь и Андромеда могут медленно приближаться друг к другу, но остается неясным, могут ли они столкнуться через многие миллиарды лет. Изучение волокон темной материи, соединяющих две галактики, может дать важную информацию об их будущем.
Фото: Hong et. al.