В космосе обнаружен загадочный объект, который существует без света
Международная команда астрономов из Института астрофизики им. Макса обнаружила редкий объект в удаленной части космоса, который не испускает света, но имеет массу примерно в миллион раз больше Солнца. Возраст этого объекта составляет около 6,5 миллиардов лет. Исследование основывается на анализе искривления света далекой галактики, вызванного гравитационным воздействием невидимой массы — явление, известное как гравитационное линзирование.
Что показало наблюдение
По словам Девона Пауэлла из Института астрофизики имени Макса Планка:
«Поиск темных объектов, которые не излучают свет, — это сложная задача. Мы используем далекие галактики в качестве фонового освещения, чтобы найти их гравитационные следы».
Объект может быть либо гало из звезд, окружающим ультракомпактную карликовую галактику, либо экзотической структурой темной материи, в центре которой сформировалась черная дыра. Поскольку никакого света от звезд не обнаружено, команда склоняется к альтернативной гипотезе с плотным гало темной материи.
Технология наблюдений
Для исследования использовалась сеть радиотелескопов по всему миру, включая телескоп «Грин-Бэнк» и массивы сверхдлинных баз (VLBI), объединенные в так называемый «супертелескоп» размером с Землю. Такая комбинация позволила фиксировать даже слабые искажения света, создаваемые невидимой массой.
«Уже на первом изображении мы заметили сужение гравитационной дуги, что подтверждало присутствие скрытой массы между нами и далеким источником», — отметил Джон МакКин из Университета Гронингена.
Необычные свойства объекта
Объект находится примерно в 10 миллиардах световых лет от Земли, что соответствует эпохе, когда Вселенной было около 6,5 миллиардов лет. Его масса в миллион раз превышает массу Солнца, что делает его самым маломассивным среди обнаруженных подобных объектов. Внутренняя структура крайне компактна: центральная часть содержит примерно четверть массы, а внешняя постепенно рассредоточена, формируя дискообразное образование.
Симона Веджетти из Института Макса Планка подчеркнула:
«Эта структура уникальна. Она напоминает ультракомпактную карликовую галактику, но свет от звезд в ней не зарегистрирован. Такое мы видим впервые».
Анализ и новые методы
Для обработки данных потребовались специальные алгоритмы и суперкомпьютеры. Метод гравитационной визуализации позволил сопоставить искажения света с невидимой массой объекта, «увидев» темную материю без прямого наблюдения.
«Наши данные согласуются с теориями холодной темной материи, но структура объекта отличается от стандартных предсказаний: центр гораздо плотнее, чем ожидалось», — отметил Саймон Уайт.
Возможна также версия самовзаимодействия темной материи, что могло привести к коллапсу гало и образованию черной дыры.
Почему это важно
Обнаружение этого объекта открывает новую страницу в изучении темной материи и малоизученных компактных систем. Это третий объект, выявленный методом гравитационной визуализации, и первый с такой точностью характеристик. Команда продолжает изучать другие участки неба, надеясь найти аналогичные объекты и понять, насколько широко распространены беззвездные структуры во Вселенной.
«Каждая галактика, включая нашу Млечную, вероятно, содержит скопления темной материи. Но их фиксация требует уникальных инструментов и огромной вычислительной мощности», — добавила Веджетти.
Что такое гравитационное линзирование
Гравитационная линза — это искажение света от удаленного объекта под действием гравитации массивного тела, расположенного между наблюдателем и фоновым объектом. В системе B1938+666 радиогалактика на переднем плане создает «кольцо Эйнштейна», в котором проявляются множественные изображения и дуги от далекой галактики.
Сверхдлинная база радиотелескопов обеспечила высокое разрешение, позволяя обнаруживать мельчайшие колебания света. Эта технология эффективнее обычной адаптивной оптики, обеспечивая точность в 13 раз выше по сравнению с инфракрасными изображениями телескопа Кека.