Понимание того, чего мы не видим, было проблемой, которую астрономы преодолели в прошлом. Используя метод сильного гравитационного линзирования, где массивный галактический кластер действует как космическая увеличительная линза, международная команда астрономов впервые смогла изучить неуловимую темную энергию. Команда сообщает, что в сочетании с существующими методами их результаты значительно улучшают текущие измерения массы и содержания энергии во вселенной.
Используя данные, полученные космическим телескопом Хаббла, а также наземные телескопы, команда проанализировала изображения 34 чрезвычайно далеких галактик, расположенных за Абелем 1689 года, одним из самых больших и массивных известных скоплений галактик во вселенной.
Через гравитационную линзу Абеля 1689 года астрономы во главе с Эриком Джулло из JPL и Приямвадой Натараджан из Йельского университета смогли обнаружить слабые отдаленные фоновые галактики, свет которых был изогнут и спроецирован мощным гравитационным притяжением скопления - в аналогично тому, как линза увеличительного объектива искажает изображение объекта.
Используя этот метод, они смогли уменьшить общую ошибку в параметре уравнения состояния на 30 процентов, в сочетании с другими методами.
То, как изображения были искажены, дало астрономам ключ к пониманию геометрии пространства, которое лежит между Землей, скоплением и далекими галактиками. «Содержание, геометрия и судьба вселенной связаны, поэтому, если вы можете ограничить две из этих вещей, вы узнаете кое-что о третьей», - сказал Натараджан.
Команда смогла сузить диапазон текущих оценок влияния темной энергии на вселенную, обозначенный значением w, на 30 процентов. Команда объединила свою новую технику с другими методами, включая использование сверхновых, рентгеновских галактических кластеров и данных с космического аппарата Wilkinson Microwave Anisotropy Probe (WMAP), чтобы ограничить значение w.
«Темная энергия характеризуется отношением между ее давлением и ее плотностью: это называется уравнением состояния», - сказал Джулло. «Наша цель состояла в том, чтобы попытаться количественно оценить эти отношения. Он рассказывает нам о свойствах темной энергии и о том, как она повлияла на развитие Вселенной ».
Темная энергия составляет около 72 процентов всей массы и энергии во вселенной и в конечном итоге определит ее судьбу. Новые результаты подтверждают предыдущие выводы о том, что природа темной энергии, вероятно, соответствует плоской вселенной. В этом сценарии расширение вселенной будет продолжать ускоряться, и вселенная будет расширяться вечно.
Астрономы говорят, что реальная сила этого нового результата заключается в том, что он разрабатывает совершенно новый способ извлечения информации о неуловимой темной энергии и предлагает большие перспективы для будущих применений.
По словам ученых, для их разработки потребовалось несколько тщательных шагов. Они потратили несколько лет на разработку специализированных математических моделей и точных карт материи - как темных, так и «нормальных» - которые вместе составляют кластер Абеля 1689 года.
Результаты появляются в выпуске журнала «Наука» от 20 августа.
Источники: Йельский университет, Science Express. ЕКА Хаббл.
