Карликовая галактика I Zwicky 18. Изображение предоставлено NASA. нажмите, чтобы увеличить
Подсказки, обнаруженные в недавно обостренном обзоре космического телескопа Хаббла, позволили астрономам нанести на карту местоположение невидимой «темной материи» в беспрецедентных деталях в двух очень молодых скоплениях галактик.
Команда Научного института космического телескопа Университета Джона Хопкинса сообщает о своих выводах в декабрьском выпуске Astrophysical Journal. (Другие, менее подробные замечания появились в январском выпуске этой публикации 2005 года.)
Результаты команды подтверждают теорию о том, что галактики, которые мы видим, образуют в самых плотных областях «космических сетей» невидимой темной материи, так же, как пена собирается на вершине океанских волн, сказал соавтор исследования Myungkook Джеймс Джи, ассистент исследования ученый из факультета физики и астрономии им. Генри А. Роуленда в школе искусств и наук им. Джона Хопкинса.
«Достижения в области компьютерных технологий теперь позволяют нам моделировать всю вселенную и проследить слияние вещества в звезды, галактики, скопления галактик и чрезвычайно длинные нити вещества от первых сотен тысяч лет до наших дней», - сказал Джи. «Однако очень сложно проверить результаты моделирования наблюдательно, потому что темная материя не излучает свет».
Джи сказал, что команда измерила тонкое гравитационное «линзирование», видимое на изображениях Хаббла? то есть небольшие искажения форм галактик, вызванные гравитацией от невидимой темной материи? производить подробные карты темной материи. Они провели свои наблюдения в двух скоплениях галактик, которые формировались, когда Вселенная составляла примерно половину своего нынешнего возраста.
«Снимки, которые мы сделали, ясно показывают, что скопления галактик расположены в самых плотных областях гало темной материи, которые на наших изображениях окрашены в пурпурный цвет», - сказал Джи.
Работа подкрепляет теорию о том, что темная материя? что составляет 90 процентов вещества во вселенной? и видимая материя должна слиться в тех же местах, потому что гравитация объединяет их, сказал Джи. Концентрации темной материи должны притягивать видимую материю и, как следствие, способствовать образованию светящихся звезд, галактик и скоплений галактик.
Темная материя представляет собой одну из самых загадочных проблем в современной космологии. Невидимый, но несомненно есть? ученые могут измерить его последствия? его точные характеристики остаются неуловимыми. Предыдущие попытки детального картирования темной материи с помощью наземных телескопов были затруднены из-за турбулентности в атмосфере Земли, из-за которой получались размытые изображения.
«Наблюдать за атмосферой - это все равно что пытаться увидеть детали картины на дне бассейна, полного волн», - сказал Холланд Форд, один из соавторов газеты и профессор физики и астрономии в Johns Hopkins.
Команда Johns Hopkins-STScI смогла преодолеть атмосферное препятствие с помощью космического телескопа Хаббла. Установка Advanced Camera for Surveys в Хаббле три года назад стала дополнительным благом, повысив эффективность обнаружения предыдущего HST в 10 раз.
Команда сконцентрировалась на двух скоплениях галактик (каждая из которых содержит более 400 галактик) на южном небе.
«Эти изображения на самом деле предназначались главным образом для изучения галактик в скоплениях, а не для линзирования фоновых галактик», - сказал соавтор Ричард Уайт, астроном STScI, который также является руководителем архива данных Хаббла для STScI. «Но резкость и чувствительность изображений сделали их идеальными для этого проекта. В этом истинная красота изображений Хаббла: они годами будут использоваться для новых научных исследований ».
Результатом анализа команды является серия очень детализированных, смоделированных компьютером изображений, иллюстрирующих местонахождение темной материи. По словам Джи, эти изображения предоставляют исследователям беспрецедентную возможность вывести свойства темной материи.
Скопление структуры темной материи вокруг скоплений галактик согласуется с нынешним убеждением, что частицы темной материи "без столкновений", сказал Джи. Физики считают, что в отличие от частиц обычной материи, они не сталкиваются и не рассеиваются, как бильярдные шары, а просто проходят сквозь друг друга.
«Частицы без столкновений не бомбардируют друг друга, как два атома водорода. Если бы частицы темной материи были столкновительными, мы бы наблюдали гораздо более плавное распределение темной материи без каких-либо мелких комковатых структур », - сказал Джи.
Форд сказал, что это исследование демонстрирует, что ACS является уникальным преимуществом для исследований гравитационного линзирования и со временем существенно улучшит понимание формирования и эволюции космической структуры, а также темной материи.
«Я чрезвычайно рад, что семь лет напряженной работы стольких талантливых ученых и инженеров по созданию усовершенствованной камеры для съемок дают всему человечеству более глубокие изображения и понимание происхождения нашей чудесной вселенной», - сказал Форд, который главный исследователь ACS и руководитель научной группы.
Научно-техническая группа ACS сконцентрирована в Университете Джона Хопкинса и Научном институте космического телескопа в университетском городке Хоумвуд в Балтиморе. В него также входят ученые из других крупных университетов США и Европы. ACS был разработан командой по контракту NASA NAS5-32865, и это исследование было поддержано грантом НАСА NAG5-7697.
Первоначальный источник: пресс-релиз JHU
