Обширные исследования дальнего космоса, проведенные на протяжении многих лет, позволили астрономам составить каталог миллионов меньших и больших галактик, расположенных как в нашей локальной межгалактической среде, так и на краю наблюдаемой Вселенной. Изучение их основных свойств, таких как форма, размер, светимость или ориентация в пространстве, принесло нам много информации не только о самих галактиках, но и о Вселенной в целом и ее эволюции за последние почти четырнадцать миллиардов лет. .Исследователи Киотского университета решили использовать данные одного из таких обзоров неба, чтобы изучить распределение темной материи во Вселенной и ее прямое влияние на крупномасштабную структуру Вселенной.
На первый взгляд, глядя на галактики, разделенные десятками или сотнями миллионов световых лет, трудно заподозрить, что их расположение или ориентация в пространстве могут иметь что-то общее. Возьмем, к примеру, нашу местную среду.
Галактики в непосредственной близости от нас
Млечный Путь, наша галактика относится к т.н. Местная группа галактик, в которую также входят галактика Андромеды, галактика Треугольник и несколько десятков вращающихся вокруг них карликовых галактик меньшего размера. Известно, что эти объекты взаимодействуют гравитационно. Ведь к Млечному Пути приближается массивная Галактика Андромеды, с которой она столкнется через 4,5 миллиарда лет. Гораздо меньшая по размерам галактика Треугольника также может столкнуться с нашей галактикой, причем некоторые говорят, что даже быстрее, чем галактика Андромеды.
В этом локальном масштабе во взаимодействиях между галактиками преобладает гравитация. Однако здесь стоит отметить, что галактика — это не только барионная, видимая материя, с которой мы имеем дело каждый день и которую мы можем изучать. Галактики погружены в гораздо более крупные и обширные ореолы темной материи. Да, мы до сих пор еще не знаем, что такое темная материя, из каких частиц она состоит, но мы в состоянии наблюдать ее гравитационное воздействие на барионную материю. Некоторые исследования указывают на то, что гало темной материи, в которое погружен Млечный Путь, уже сталкивается с гало Галактики Андромеды. Пока мы говорим здесь о межгалактическом масштабе, мы все еще говорим о локальном расположении галактик. Но что происходит в более широком масштабе?
Международная группа ученых во главе с астрономами из Киотского университета в Японии, используя данные обширных обзоров дальнего космоса, подтвердила, что на распределение галактик, расположенных на расстоянии не менее десятков миллионов световых лет от Земли, также влияет гравитационное притяжение темного неба. иметь значение. В исследовании использовались данные о расположении галактик и их ориентации в пространстве, полученные из архивных 1,2 млн наблюдений.
Информация о местоположении и ориентации галактик в трех измерениях позволила провести статистический анализ и выяснить, как удаленные галактики выровнены друг с другом.
Как отмечают авторы исследования , такое выравнивание галактик относительно друг друга, являющееся в первую очередь результатом взаимодействия с близкими объектами (как в случае с галактиками в окрестностях Млечного Пути), до сих пор рассматривалось как шум при исследованиях слабого гравитационного линзирования, т.е. такой, который мы наблюдаем, когда изображение наблюдаемого объекта лишь незначительно смещено и искажено из-за дифракции световых лучей на неоднородностях распределения вещества во Вселенной между источником и наблюдателем .
Еще один тест общей теории относительности
Исследователи отмечают, что результаты анализа также являются еще одним подтверждением правильности предсказаний общей теории относительности в космологическом масштабе. Скорость, с которой распределение галактик сгущается под действием гравитации, соответствует предсказаниям общей теории относительности. В очередной раз удалось подтвердить теорию, разработанную Альбертом Эйнштейном.
Данные, использованные для анализа, были получены из Sloan Digital Sky Survey и Baryon Oscillation Spectroscopic Survey. Для целей исследования были отобраны галактики, соответствующие критериям яркости и удаленности от Земли.
Исследователи утверждают, что это только начало исследований. Уже запланированы дальнейшие исследования влияния темной материи на расположение и распределение галактик в космологическом масштабе. На этот раз ученые планируют использовать для подтверждения своих предположений качественные и очень точные данные, собранные с помощью 8,3-метрового телескопа Subaru, расположенного в обсерватории Мауна-Кеа на Гавайях.