Как темная материя проявила себя в Кресте Эйнштейна

Когда гравитация изгибает свет далеких галактик, астрономы получают шанс заглянуть в скрытые механизмы Вселенной. Обычно этот эффект проявляется в виде четырех ярких точек — так называемого Креста Эйнштейна. Но недавно ученые заметили редкий сбой: к кресту добавилось пятое призрачное изображение, пишет The Astrophysical Journal.

Фото: ESO/NAOK/NRAO

Как это выглядело

Исследователи использовали массив ALMA в Чили, чтобы наблюдать за пыльной галактикой HerS-3 на расстоянии 11,6 млрд световых лет. Все выглядело нормально, пока в данных не стало упорно проявляться дополнительное изображение. Сначала подозревали технический сбой, но проверки лишь подтверждали существование этой странности.

«Мы подумали: “Что за черт?” — вспоминает директор Национального центра научных исследований Франции и ведущий автор исследования Пьер Кокс. — Это выглядело как крест, и в центре было еще одно изображение. Я понял, что никогда раньше такого не видел».

Соавтор работы, астрофизик Ратгерского университета Чарльз Китон добавил:

«Ну, этого не должно происходить. Пятое изображение невозможно объяснить, если только с массой, изгибающей свет, не происходит что-то необычное».

Слева показана галактика HerS-3, чье излучение изогнуто гравитацией так, что образует крест Эйнштейна с необычным пятым центральным “призрачным” изображением. Жёлтая звезда указывает на место, где, по расчётам, скрывается гало темной материи.Фото: ESO/NAOJ/NRAO)/NOEMA

Проверка гипотез

Ученые смоделировали процесс гравитационного линзирования. Ни одна комбинация видимых галактик не объясняла результаты. Единственный выход — предположить наличие скрытой массы. Тогда в модели добавили темную материю.

Когда учли массивное гало, вес которого оказался в несколько триллионов раз больше массы Солнца, все совпало. «Вот в чем сила моделирования, — отметил Китон. — Оно показывает то, чего мы не видим».

Почему это важно

Темная материя составляет около 85% массы Вселенной, но обнаружить ее напрямую невозможно. Гравитационное линзирование дает редкий шанс увидеть ее «по отпечаткам» на свете далеких объектов.

«Эта система подобна естественной лаборатории, — сказал Кокс. — Мы можем изучать и далекую галактику, и невидимую материю, которая ее искажает».

Что дальше

Ученые уже строят прогнозы о структуре и движении вовлеченных галактик. Они планируют уточнить характеристики гало темной материи и проверить, есть ли в нем субструктуры.

Открытие показало: даже небольшая аномалия в данных может стать ключом к пониманию того, что скрывает Вселенная.

PS: Ставьте лайк и подписывайтесь на «Ведомости» в Telegram и MAX

⚡