Наблюдения за свечением пустоты между галактиками в крупных скоплениях «звездных мегаполисов» помогли космической обсерватории «Хаббл» впервые увидеть «тень» темной материи. Ее фотографии опубликованы в журнале MNRAS.
Фотография тени темной материи в скоплении галактик Abell S1063, полученная Хабблом © NASA / ESA, and M. Montes (University of New South Wales, Sydney, Australia)Фотография тени темной материи в скоплении галактик Abell S1063, полученная Хабблом
«Мы выяснили, как можно «увидеть» темную материю. Оказалось, что очень тусклый свет, присутствующий в пустоте между галактиками в их крупных скоплениях, содержит в себе своеобразную карту распределения этой субстанции», — рассказывает Мирейя Монте из Университета Нового Южного Уэльса в Сиднее (Австралия).
Ученые давно считали, что Вселенная состоит только из той материи, которую мы видим: это основа всех звезд, черных дыр, туманностей, скоплений пыли и планет. Но первые наблюдения за скоростью движения звезд в соседних галактиках показали, что светила на их окраинах движутся с невозможной скоростью — она примерно в десять раз выше, чем показывали расчеты на базе масс всех светил в них.
По мнению астрономов, причиной этого была так называемая темная материя — загадочная субстанция, на чью долю приходится примерно 75% от массы Вселенной. Как правило, в каждой галактике примерно в восемь-десять раз больше темной материи, чем ее видимой «кузины». Она удерживает звезды на месте и не дает им «разбежаться».
Сейчас почти все ученые уверены в существовании темной материи, однако ее свойства, помимо очевидного гравитационного влияния на галактики и их скопления, остаются загадкой и предметом споров среди астрофизиков и космологов.
Как раньше предполагали исследователи, темная материя сложена из сверхтяжелых и «холодных» частиц-«вимпов», никак не проявляющих себя, кроме как притягивания видимых скоплений материи. В то же время некоторые физики и космологи считают, что она состоит из сверхлегких частиц-аксионов или же «вимпы» могут не только притягивать видимую материю, но и взаимодействовать друг с другом.
Монте и Игнацио Трухильо из Астрофизического института Канарских островов (Испания) выяснили, как можно разрешить этот спор, изучив влияние темной материи на внешний вид крупнейших скоплений Галактики.
Ученые обратили внимание на то, что свет в таких космических «коллективах» вырабатывают не только сами галактики, но и одиночные звезды, «катапультированные» за их пределы при многочисленных столкновениях между членами скоплений.
Эти светила, как показывают расчеты, должны быть разбросаны по пустоте космоса не случайным образом. Они должны быть сосредоточены в регионах межгалактического пространства, где присутствуют самые крупные нити и прочие скопления темной материи.
Специалисты проверили эту гипотезу, проследив за шестью близлежащими крупными группами галактик, в том числе знаменитым «скоплением Пандоры» Abell 2744. Внутри него сталкиваются сразу несколько групп галактик, содержащих в себе сотни отдельных «звездных мегаполисов», а также большое число горячих облаков газа.
С помощью снимков их центральных регионов с «Хаббла» ученые «удалили» все видимые галактики и получили карты распределения света, испускаемого этими звездами-изгоями. Проанализировав его излучение и расстояние до этих светил, астрономы составили карты распределения темной материи внутри них.
Фотографии «тени» темной материи астрофизики сравнили с аналогичными данными, полученными при наблюдениях за тем, как эта невидимая масса искривляет свет, проходящий через «скопление Пандоры» и ее меньших сестер. И они фактически совпали.
Это доказывает, что подобные звезды могут помочь обнаружить и изучить свойства темной материи, а также проверить основные теории, описывающие ее природу.
Как надеются ученые, наблюдения за Abell 2744 и другими крупными скоплениями галактик помогут узнать, действительно ли частицы темной материи не способны взаимодействовать друг с другом, как гласит классическая космология.
По информации http://sci-dig.ru/astronomy/habbl-uvidel-ten-temnoy-materii-v-pustote-mezhdu-galaktikami/
