Зеркала в виде забавных домов вселенной показывают разницу между тем, как темная материя ведет себя в теории, и тем, как она, кажется, действует в реальности.
Темная материя - это невидимый клей, который связывает звезды внутри галактики. Он составляет большую часть массы галактики и создает невидимый каркас, который связывает галактики в скопления.
Темная материя не излучает, не поглощает и не отражает свет. Он не взаимодействует ни с какими известными частицами. Его присутствие известно только по его гравитационному притяжению к видимой материи в космосе.
Хотя темная материя слегка размазана по всей Вселенной, она скопилась в областях космоса, называемых скоплениями галактик. Каждое из этих массивных скоплений, удерживаемых вместе гравитацией, состоит примерно из 1000 отдельных галактик, каждая из которых несет в себе свою долю темной материи.
В новом исследовании, опубликованном в журнале Science, астрофизик из Йельского университета Приямвада Натараджан и группа международных исследователей проанализировали изображения с космического телескопа Хаббл нескольких массивных скоплений галактик и обнаружили, что более мелкие капли темной материи, связанные с скоплением галактик, были значительно более концентрированными, чем предсказывали теоретики. .
Это открытие предполагает, что в понимании учеными темной материи может отсутствовать какой-либо ингредиент.
«Есть одна особенность реальной Вселенной, которую мы просто не фиксируем в наших нынешних теоретических моделях», - сказал Натараджан, старший автор исследования и профессор астрономии и физики Йельского университета. «Это может сигнализировать о пробеле в нашем нынешнем понимании природы темной материи и ее свойств, поскольку эти изысканные данные позволили нам исследовать подробное распределение темной материи на мельчайших масштабах».
Астрономы могут «нанести на карту» распределение темной материи в скоплениях галактик с помощью искривления света, производимого галактиками. Эта концепция называется гравитационным линзированием. Подобно забавному зеркалу, гравитационное линзирование искажает формы фоновых галактик, которые появляются на телескопических изображениях скоплений галактик. Чем выше концентрация темной материи в кластере, тем более драматичны наблюдаемые эффекты линзирования.
Исследователи использовали изображения космического телескопа НАСА Хаббл в сочетании со спектроскопией очень большого телескопа Европейской южной обсерватории для создания высокоточных карт темной материи.
Трехмерное изображение данных показало наличие холмов, холмов и долин из темной материи. С этой точки зрения нанесенная на карту темная материя выглядит как горный хребет с остроконечными участками. Пики - это капли темной материи, связанные с отдельными скоплениями галактик.
Особенно высокое качество данных исследования позволило исследователям проверить, соответствуют ли эти ландшафты темной материи основанным на теории компьютерным симуляциям скоплений галактик с аналогичными массами, расположенных примерно на тех же расстояниях.
Они обнаружили, что моделирование не показало тот же самый уровень концентрации темной материи на мельчайших масштабах - масштабах, связанных с отдельными скоплениями галактик.
«Лично для меня очень интересно обнаружение разрывов - в данном случае расхождения в 10 раз - между наблюдением и теоретическим предсказанием», - сказал Натараджан. «Ключевой целью моего исследования было тестирование теоретических моделей с улучшением качества данных, чтобы найти эти пробелы. Именно такие пробелы и аномалии часто показывают, что либо мы упускаем что-то в текущей теории, либо они указывают путь к совершенно новой модели, которая будет иметь больше объяснительной силы ».
Натараджан потратил более десяти лет на сопоставление теоретических моделей темной материи с данными гравитационного линзирования. «Качество данных и сложность моделей только сейчас сошлись, чтобы позволить провести стресс-тестирование парадигмы холодной темной материи, и оно выявило трещину», - сказала она.
***
Фотографии взяты из открытых источников, с сервиса Яндекс.Картинки
Подписывайся на канал. Впереди много интересной информации.
