Космический телескоп НАСА имени Джеймса Уэбба (JWST) получил изображение скопления галактик Пуля, которое на самом деле представляет собой столкновение двух отдельных скоплений галактик. На снимке показан горячий газ внутри скопления Пуля в розовом цвете, обнаруженный космическим аппаратом Чандра (Chandra). Предполагаемое местоположение темной материи представлено синим цветом. Любопытно, что голубая и розовая области находятся отдельно друг от друга, и на первый взгляд неясно, что заставило темную материю и газ разделиться.
Скопление Пуля расположено на расстоянии 3,9 млрд световых лет от Земли, нередко оно вызывало споры среди астрономов, исследующих темную материю. Еще в 2006 году, когда на скопление обратили свой взгляд космический телескоп "Хаббл" и рентгеновская обсерватория "Чандра", ученые выявили присутствие в нем темной материи, поскольку свет от более отдаленных галактик искажался под влиянием темной материи.
Такие столкновения между скоплениями галактик представляют собой идеальные «космические лаборатории» для улучшения наших знаний о темной материи, ведь наблюдая за ними можно узнать, как частицы темной материи взаимодействуют друг с другом, если вообще взаимодействуют. Данные, полученные с помощью телескопов Хаббл и Чандра, позволили ученым определить скорость, с которой сталкиваются эти скопления, и она оказалась настолько высокой, что абсолютно не вписывалась в стандартную космологическую модель. Именно поэтому одной из задач телескопа нового поколения – Джеймса Уэбба – стало наблюдение за скоплением Пуля.
Данные телескопов Хаббл и Чандра также показали, что при столкновении двух отдельных скоплений в скоплении Пуля галактики и окружающие области темной материи словно прошли друг сквозь друга. Скорей всего, расстояние между галактиками настолько велико, что «лобового» столкновения между любыми двумя галактиками не произошло, а степень взаимодействия частиц темной материи друг с другом невелика, иначе это взаимодействие замедлило бы движение облаков темной материи, и мы бы обнаружили их ближе к тому месту, где Чандра видит горячий газ.
Однако, в отличие от темной материи, огромные газовые облака не могут расступиться друг перед другом, поэтому они врезаются друг в друга и дальше не продвигаются. И поэтому горячий газ оказывается застрявшим в центре столкновения, а галактики и темная материя, оказываются на противоположных сторонах, проскальзывая прямо сквозь друг друга.
Измерения, полученные с помощью Джеймса Уэбба, подтверждают это. Телескопу удалось составить более точную карту распределения вещества в скоплении Пуля, впервые обнаружив свечение миллиардов звезд, которые были выброшены из своих галактик в результате столкновения.
Астрономы смогли использовать свет от этих "выброшенных звезд", чтобы выявить присутствие темной материи и получить более точную карту ее распределения в скоплении. Однако новые данные только породили еще больше загадок. Новая карта темной материи показывает, что в более крупном скоплении слева темная материя расположена в виде вытянутой формы, которая распадается на мелкие скопления. Напротив, область темной материи справа имеет весьма компактную эллиптическую форму. И это различие невозможно объяснить только наблюдаемым столкновением двух скоплений. Скорей всего, за миллиарды лет до образования скопления Пуля было другое более древнее столкновение и слияние скоплений галактик, которое со временем растянуло и исказило область темной материи слева. По крайней мере, так думают ученые. Но даже если новое предположение ученых верно, скорость наблюдаемого столкновения все остается слишком высокой по сравнению с ожидаемой. Возможно, дальнейшие исследования и данные, полученные с помощью Джеймса Уэбба, позволят объяснить эту загадку.