Учёные получили картину распределения тёмной материи в самом большом масштабе из изученных до сих пор. И хотя эта карта показывает ещё не всё небо, она даёт хорошее представление об одном из самых таинственных ингредиентов Вселенной.

Международная команда астрономов в рамках проекта Canada France Hawaii Telescope Lensing Survey провела обработку снимков, полученных 340-мегапиксельной камерой канадско-французского телескопа на Гавайях за пять лет обзора космоса. Результат был представлен на днях на конференции Американского астрономического общества (219th AAS Meeting) в Техасе.

Учёные проанализировали изображения 10 миллионов галактик в четырёх областях неба в разных направлениях. Исследователи выискивали искажения, возникающие, когда лучи света от галактик и их кластеров проходят мимо крупных скоплений тёмной материи, расположенных между источниками света и наблюдателем.

Тёмная материя взаимодействует с обычной только посредством гравитации, так что увидеть напрямую её нельзя. Но гравитация влияет на путь световых лучей, стало быть, массивные невидимки могут быть пойманы косвенным путём.

При помощи компьютерной программы, сопоставляющей изображения галактик, астрономы проявили колоссальную паутину из тёмной материи, простирающуюся на миллиард световых лет. Эта паутина содержит не слишком равномерно распределённые пятна, в которых тёмной материи много, и гигантские пустоты между ними.

 

Галактики, использованные в данном обзоре, расположены на расстоянии примерно шесть миллиардов световых лет от нас. Интересно, что наиболее плотные скопления тёмной материи (фоновый рисунок), которые выявил компьютер, содержат также массивные галактические кластеры (на врезках) (иллюстрация Van Waerbeke, Heymans, CFHTLens collaboration).

Примерно такую картину астрономы ожидали увидеть, исходя из теоретических построений. Но раньше подтвердить догадки отчасти могли лишь наблюдения в меньших масштабах.

Один из авторов новой работы, профессор Людовик Ван Варбеке (Ludovic Van Waerbeke) из университета Британской Колумбии (University of British Columbia), объясняет: «Очень интересно получить возможность „видеть“ тёмную материю с использованием пространственно-временных искажений. Это даёт нам привилегированный доступ к загадочной массе во Вселенной, которую нельзя наблюдать иными способами. Знание того, как тёмная материя распределена, — это первый шаг к пониманию её природы и того, как она вписывается в наши текущие знания о физике».

 

Самые большие скопления тёмной материи (светлые области) занимают на земном небе видимую площадь в несколько Лун (иллюстрация Van Waerbeke, Heymans, CFHTLens collaboration).

Нынешняя карта тёмной материи показывает её расположение в далёком прошлом, когда Вселенная отличалась от нынешней. В последующие три года команда специалистов намерена расширить обзор как по изученной площади небесной сферы, так и по удалению включённых в расчёты галактик.

Учёные намерены детальнее проследить, как сгустки тёмной материи перераспределялись в пространстве по мере расширения Вселенной. Эти данные помогут не только уточнить наши гипотезы о составе таинственной скрытой массы, но и проверить некоторые теории гравитации, понять, как наблюдаемая картина соотносится или не соотносится с ОТО, а ещё – уточнить свойства нейтрино, частиц крайне слабо взаимодействующих с материей.