Эффект гравитационного линзирования - это когда передний объект деформирует пространство вокруг себя, которое действует на свет от заднего объекта, как будто линза. Изучая такие деформации, ученые смогли установить, как распределена темная материя.
Темная материя удерживает звезды, пыль и газ в галактиках. Оказалось, что гравитации, которую порождает видимая материя, недостаточно, чтобы звезды держались вместе в галактиках, а галактики – в кластерах. Зато большую часть массы галактик и кластеров образует загадочная субстанция, которая не взаимодействует со светом (ни поглощает его, ни излучает) и присутствие которой можно обнаружить только по ее косвенным воздействиям на видимую материю в космосе. Астрономы и физики называют эту загадочную субстанцию «темной материей» и до сих пор пытаются понять, чем она является.
Галактические кластеры – это самые большие во Вселенной резервуары темной материи. Они образованы из отдельных галактик, которые держатся вместе только благодаря темной материи.
«Наблюдая за галактическими кластерами, можно изучать, насколько компьютерные симуляции нахождения темной материи соответствуют действительности. Об этом разделе можно немало узнать из эффекта гравитационного линзирования», – рассказывает Массимо Менегетти, главный автор исследования из Италии.
Команда Менегетти создала точную карту нахождения темной материи как в кластерах, так и в отдельных галактиках. Эту карту ученые составили по гравитационным воздействиям темной материи на кривизну света, или так называемым эффектам гравитационного линзирования. В соответствии с теорией относительности, гравитация темной материи деформирует вокруг себя пространство, которое искажает свет от далеких объектов, как будто линза. Анализируя эту кривизну, ученые могут установить, как распределена сама темная материя.
Чем больше ее концентрация, тем сильнее эффект линзирования. Важно, что темная материя внутри галактического кластера действует как большая линза, а ее скопление в отдельных галактиках – как много малых.
На свое удивление, они обнаружили более драматичные эффекты линзирования у ядер каждой из галактик, чем это должно вытекать из теоретических моделей. Хотя эти модели достаточно точно симулировали распределение темной материи на уровне кластеров, они не смогли ее описать на уровне отдельных галактик.
Теперь астрофизики ломают себе головы над тем, как нужно интерпретировать эти данные и чего именно не хватает их теоретическим моделям. Темная материя составляет 26,8% от плотности всех составляющих Вселенной (видимая материя, для сравнения, – только 4,9%, а остальное приходится на еще одну загадочную субстанцию, которая называется темной энергией и заставляет Вселенную ускоренно расширяться) поэтому изучая ее, ученые заглядывают в саму основу реальности.
Читайте также:
Больше познаваемого читайте на нашем сайте: poznavaemoe.ru