Благодаря космическому телескопу «Джеймс Уэбб» астрономы составили детальную карту темной материи, отобразив плотность этой загадочной субстанции в области пространства, охватывающей около 800 000 галактик.
Темная материя остается одной из самых интригующих загадок для ученых, поскольку она не взаимодействует с электромагнитным излучением, то есть со светом, что делает её невидимой для прямого наблюдения. Это свойство указывает на то, что тёмная материя — не просто сложная для обнаружения обычная материя, состоящая из протонов, нейтронов и электронов, которые взаимодействуют со светом. Поиск частиц, из которых она может состоять, оказывается чрезвычайно сложной задачей. Ситуацию усугубляет тот факт, что, согласно расчетам, на долю тёмной материи во Вселенной приходится примерно в пять раз больше массы, чем на привычную нам барионную материю.
К счастью, тёмная материя взаимодействует с гравитацией, влияя на структуру пространства-времени. Искривление пространства, вызванное её мощными скоплениями — такими как гало, окружающие галактики и их кластеры, — воздействует на путь света. Этот эффект, известный как гравитационное линзирование, был предсказан Альбертом Эйнштейном в 1915 году. Именно благодаря гравитационному влиянию астрономы смогли использовать «Джеймс Уэбб» для создания новой беспрецедентно точной карты.
Область неба, выбранная для этого исследования, примерно в 2,5 раза превышает видимый размер полной Луны и находится в созвездии Секстанта. Телескоп наблюдал этот регион около 255 часов с помощью камеры ближнего инфракрасного диапазона (NIRCam) в рамках масштабного проекта COSMOS (Обзор космической эволюции).
В проекте COSMOS задействовано около 15 различных телескопов, включая «верного напарника» — космический телескоп «Хаббл». Эти обсерватории совместно и неоднократно изучают обширный участок неба, эквивалентный площади десяти полных Лун. Многократные наблюдения с помощью инструментов, работающих в разных диапазонах, позволяют учёным исследовать рост галактик. Данные «Хаббла» и «Уэбба» помогают раскрыть роль тёмной материи в процессах эволюции галактик. Интересно, что «Хаббл» изучал этот же регион ещё в 2007 году, и с тех пор его наблюдали многие наземные телескопы. Однако исключительная чувствительность «Джеймса Уэбба» позволила создать карту, содержащую примерно в 10 раз больше галактик, чем результаты наземных наблюдений, и в два раза больше, чем смог зафиксировать «Хаббл».
В своей работе команда учёных вывела распределение тёмной материи, в частности, используя метод «слабого гравитационного линзирования». Этот метод основан на анализе едва заметных искажений света от тысяч фоновых галактик, когда он проходит через пространство, искривлённое скоплениями тёмной материи.
Дополнительные наблюдения с другим ключевым инструментом «Уэбба» — MIRI (Прибор для среднего инфракрасного диапазона) — позволили исследователям точнее измерить расстояния до галактик на этом участке неба.
Новая карта тёмной материи — яркое свидетельство того, как «Джеймс Уэбб» революционизирует наше понимание космоса, переопределяя знания как о знакомых объектах, так и о самых таинственных аспектах мироздания. Этот прорыв открывает путь к изучению тонкой космической «паутины» из тёмной материи, которая служит каркасом для всей крупномасштабной структуры Вселенной. Сравнение новых данных с предыдущими картами позволяет проверить фундаментальные космологические модели и, возможно, приблизиться к разгадке истинной природы этой невидимой, но доминирующей силы.
Поделитесь в вашей соцсети👇
Ваш комментарий