Астрономы создали карту темной материи во Вселенной
AstroNews.ru - 20 Октября 2013 11:29:36
Деформированное видение космического микроволнового фона – самый ранний обнаруженный свет – позволяет ученым создать карту всей видимой и невидимой материи во Вселенной.
Приблизительно 85 процентов всей материи во Вселенной – это темная материя, невидимая даже при помощи самых мощных телескопов, но определяемая через ее гравитационное притяжение.
Для обнаружения темной материи ученые ищут «гравитационные линзы»: эффект, который возникает, когда темная материя своей гравитацией изгибает и усиливает свет более отдаленного объекта. В самой своей необычной форме этот эффект порождает множественные изогнутые изображения отдаленных космических объектов.
Но есть одно условие: чтобы темную материю можно было обнаружить, объект должен быть четко позади нее. «Звезды» должны находиться на одной прямой.
В недавнем исследовании, которым руководил профессор Университета Хертфордшира (University of Hertfordshire) Джеймс Гич (James Geach), астрономы вместо поиска гравитационных линз решили вплотную заняться космическим микроволновым фоном (КМФ).
«КМФ – самый отдаленный и древний свет, который мы видим. Можно рассматривать его как поверхность, подсвечивающую целую Вселенную», - заявил профессор Гич.
Фотоны от КМФ устремлялись в направлении Земли с тех пор, как Вселенной было только 380 000 лет. Отдельный фотон имел шанс слиться воедино с большим количеством материи, прозондировав всю материю во Вселенной вдоль его линии зрения.
"Поэтому мы видим космический микроволновой фон слегка искаженным, - похоже на то, как искажен рисунок на дне плавательного бассейна", - говорит Доктор Geach.
Обратив внимание только на искажения в КМФ, можно прозондировать всю темную материю. Но заниматься только этим достаточно сложно.
Группа ученых вела наблюдения при помощи 10-метрового телескопа Южного Полюса (South Pole Telescope), , который был специально спроектирован для наблюдений микроволн. Эти наблюдения связали с ранее полученными данными спутника Planck.
Характерные сигнатуры гравитационного линзирования вмешивающейся материей невозможно увидеть. Астрономы для обнаружения их использовали сложные математические расчеты.
Таким образом была создана карта всей расчетной массовой плотности между нами и космическим микроволновым фоном. Далее, ученые продолжили измерять линзирование космического микроволнового фона в позициях квазаров – мощных сверхмассивных черных дыр в центрах самых ранних галактик. Обнаружилось, что регионы с большой плотностью квазаров имеют явно более сильный сигнал линзирования космического микроволнового фона, подразумевая, что квазары действительно расположены в крупномасштабных структурах материи.
Наконец, карта космического микроволнового фона была использована для определения массы этих гало темной материи. Эти результаты соответствовали результатам более ранних исследований группирования квазаров в космосе.
Результаты двух независимых исследований, которые подтверждают друг друга, по словам соавтора исследования, доктора Райана Хикокса, (Ryan Hickox) подтверждают, что ученые имеют правильное представление о том, как сверхмассивные черные дыры обитают в крупномасштабных структурах.