Наблюдение за далеким квазаром поможет определить свойства загадочной формы материи. Исследование опубликовано в журнале The Astrophysical Journal.
Японские астрономы изучили распределение темной материи в рекордных деталях, вплоть до масштаба 30 000 световых лет. Результаты наблюдений указывают на то, что «невидимая» форма материи состоит из тяжелых и медленных частиц.
Астрономы использовали радиотелескоп ALMA для изучения системы гравитационных линз MG J0414+0534, расположенной в созвездии Тельца. В этой системе массивная галактика действует как гравитационная линза для квазара (активной и яркой галактики со сверхмассивной черной дырой в центре). Искривление света фонового источника гравитацией массивной галактики создает сразу четыре изображения MG J0414+0534.
Флуктуации темной материи. Более яркий оранжевый цвет указывает на области с высокой плотностью темной материи, а темно-оранжевый цвет указывает на области с низкой плотностью. Белый и синий цвета представляют гравитационно-линзированные объекты, наблюдаемые ALMA. Изображение: ALMA (ESO/NAOJ/NRAO), K.T. Inoue et al.
Общая теория относительности Эйнштейна предсказывает, что массивные объекты искривляют ткань пространства-времени. Эффект гравитационного линзирования — одно из следствий этой теории.
Если массивный объект огромной массы оказывается между далеким источником света и наблюдателем, путь электромагнитного излучения искривляется. При этом в зависимости от распределения масс, искажение может быть разным и в редких случаях наблюдается одновременно несколько изображений одного объекта, «сделанных» в разное время.
Иллюстрация влияния сгустков темной материи внутри галактики и в межгалактическом пространстве на искривление радиоизлучения от линзируемого квазара. Изображение: NAOJ, K. T. Inoue
Исследователи проанализировали разные изображения квазара, созданные гравитационной линзой. Они разработали метод для анализа данных, чтобы рассчитать искривление пространства-времени для каждого наблюдения. На основе исследования астрономы рассчитали распределения с разрешением до 30 тыс. световых лет сгустков (концентрированных областей) темной материи, расположенных между галактиками и вдоль луча зрения до квазара на расстоянии 11 млрд световых лет.
Темная материя — гипотетическая форма материи, объем которой, по оценке, в несколько раз превышает «обычную» барионную материю. Считается, что темная материя не взаимодействует с электромагнитными волнами и ее можно обнаружить только по гравитационным эффектам. Исследователи разработали несколько теорий, которые описывают частицы, составляющие такую материю. Результаты наблюдений поддерживают гипотезу холодной темной материи с относительно тяжелыми частицами, отмечают исследователи.
Читать далее:
Выяснилось, какие орехи снижают холестерин и сколько их надо есть в день
Посадочный модуль миссии «Чандраян-3» совершил прыжок на Луне и уснул
Физики наблюдали впервые квантовое состояние, предсказанное 50 лет назад: почему это важно