NASA: скопления галактик помогут раскрыть тайну темной материи

Космический телескоп Хаббла показывает внутреннюю область кластера Abell 1689

Открыто новое свойство темной материи!

Ученые считают, что неизученная темная материя составляет порядка 27 процентов всей материи и энергии во Вселенной. Наблюдения показали, что не смотря на то, что темная материя может окружать земной шар, человеку пока не удалось увидеть или почувствовать ее. Все наблюдения темной материи на сегодняшний день ограничиваются степенью ее влияния на нормальную материю в непосредственной близости.

Исследователи отмечают, что скопления из тысяч, а то и более галактик имеют важное значение для изучения темной материи, потому что они находятся в регионе, где такая материя сосредоточена гораздо плотнее, чем в любом другом случае. Чем тяжелее кластер, тем больше темной материи имеется в его окружении. Однако последние данные указывают на то, что соединение материй может быть гораздо более сложным.

«Скопления галактик напоминают крупные города нашей Вселенной. Подобно тому, как люди наблюдают огни ночного города во время полете на самолете и определяют примерно его размер, эти кластеры дают нам представление о распределении темной материи, которую мы не можем увидеть, в пространстве», — сказал ученый Хиронао Миятаке из Лаборатории реактивного движения НАСА.

Новое исследование Миятаке, опубликованное в журнале Physical Review Letters, указывает на то, что внутренняя структура скопления галактик связана с темной окружающей средой вещества. Это первый случай обнаружения свойства темной материи, если не считать общей массы кластера.

Исследователи изучили около 9000 галактических кластеров из галактик каталога Sloan Digital Sky Survey DR8 и разделили их на две группы по своей внутренней структуре: одна, в которой отдельные галактики в пределах кластеров более разбросаны, и другая, в которых они были тесно упакованы вместе. Для того, чтобы подтвердить, что обе эти группы имеют схожие массы, ученые использовали метод так называемого гравитационного линзирования — метод при котором ведется наблюдение за тем, как гравитация кластеров искажает свет от других объектов.

Темные образования газа причудливых форм скрываются в Млечном Пути

Тем не менее, когда ученые сравнили две группы, они обнаружили важное различие в распределении скоплений галактик. Как правило, скопления галактик отделены друг от друга в среднем на 100 млн световых лет. Но для группы кластеров с плотно упакованными галактиками наблюдалось гораздо меньше соседних кластеров на этом расстоянии, чем в группе где галактики были разбросаны. Другими словами, окружающая скопления темная материя определяет насколько плотно упакован галактиками тот или иной кластер.

«Эта разница является результатом различий в темной материи, в которой группы кластеров, образовались. Наши результаты показывают, что связь между скоплениями галактик и окружающей темной материей не отличается исключительно массой кластера, но также и его историей формирования», сказал Миятаке.

После событий, которые ученые называют космической инфляцией или раздуванием, в период менее триллионной секунды после Большого Взрыва произошли небольшие изменения в космических энергиях, так называемых квантовых флуктуациях. Именно эти изменения, по мнению ученых, вызвали неравномерное распределение материи, которые и сотворили скопления галактик, как результат колебаний в плотности материи ранней Вселенной.

«Скопления галактик — это ключ к понимаю Вселенной. Изучая их, мы можем узнать больше об эволюции крупномасштабной структуры Вселенной, истории ее формирования, темной материи и энергии», — отметил Миятаке.

По мнению ученого, связь между внутренней структурой скоплений галактик и распределением темной материи вокруг является следствием характера начальных флуктуаций плотности, созданных еще до того как Вселенной исполнилась хотя бы одна секунда. Сейчас ученые продолжают изучать эти связи и возможно очень скоро понимание темной материи выйдет на новый уровень.

Источник: НАСА

Смотрите также

Популярные материалы