Недавно учёные обнаружили «темный объект», представляющий собой аномальную вмятину в дуге гравитационно искажённого участка пространства. Возможно, это самый маленький сгусток чистой темной материи, найденный на сегодняшний день.

Если это так, открытие подтвердит теорию холодной темной материи и поможет уточнить свойства её частиц. Физики и астрономы продолжают искать, из чего же изготовлено это невидимое вещество.

«Охотиться за темными объектами, которые, похоже, не излучают света, — задача непростая,» — сказал Девон Пауэлл из Института астрономии Макса Планка в Германии в недавнем интервью.

Это открытие стало неожиданным результатом наблюдений Эйнштейновского кольца – наиболее решающей формы гравитационного линзирования, при которой гравитация объекта на переднем плане, в данном случае массивной эллиптической галактики, искажает пространство. Свет из фонової галактики, почти идеально выровненной с эллиптической галактикой и нашей линией зрения, формирует почти полное кольцо вокруг переднего объекта.

Используя мощь радиотелескопов по всему миру, включая Европейскую сеть очень длинных базовых интерферометров из Европы, Азии, Южной Африки и Пуэрто-Рико, а также телескоп Грин Банк в Западной Вирджинии и массив Very Long Baseline в Гавайях, астрономы получили инструмент с базой, почти равной диаметру Земли.

Чем больше база, тем мельче детали, которые можно увидеть.

Астрономы под руководством Джона Макина из Университета Гронингена и Девона Пауэлла нацелились на разрешение изображения компактного симметричного объекта (CSO). Это объект, такой как активная сверхмассивная чёрная дыра, создающий относительно небольшие радиоизлучения.

Команда успешно идентифицировала CSO, но в процессе обнаружила нечто ещё более захватывающее. Данные пришлось анализировать с помощью алгоритмов на суперкомпьютерах, которые могут генерировать «гравитационное изображение», показывающее, где находится гравитация. Тщательное обследование гравитационного изображения показало нечто удивительное: вмятину в дуге радиоизлучения, принадлежащей CSO и его галактике-хозяину. Этот дефект мог быть вызван лишь другим объектом между фоновыми и передними галактиками с массой в миллион раз больше массы нашего Солнца.

Существует две теории. Одна из них предполагает, что это неактивная карликовая галактика, вторая же — что данный объект является относительно небольшим сгустком темной материи, самым малым, когда-либо замеченным, находящимся на расстоянии 10 миллиардов световых лет от нас.

«Учитывая чувствительность наших данных, мы ожидали найти как минимум один темный объект, так что наше открытие соответствует теории холодной темной материи, на которой основано множество наших знаний о том, как формируются галактики,» — отметил Пауэлл.

Вопрос теперь, смогут ли ученые обнаружить больше таких объектов и насколько результаты будут согласовываться с существующими моделями. Поиск низкомассовых объектов, таких как этот, является критически важным для понимания природы темной материи, как отметил участник команды Крис Фаскнахт из Университета Калифорнии в Дэвисе.

Эти исследования обсуждаются в двух статьях, одна из которых опубликована в журнале Nature Astronomy, а другая — в Monthly Notices of the Royal Astronomical Society, фокусирующейся на CSO. Исследования продолжаются, и ученые надеются на новые открытия.