Случайно подреждане на обекти в далечния Космос разкри скривалището на гигантско струпване на тъмна материя.

Подобни конфигурации, известни като „Кръстове на Айнщайн“, обикновено се състоят от четири отделни светлинни точки.

Този конкретен пример, наречен HerS-3, обаче притежава невиждана досега характеристика.

В центъра на кръста се появява пета светлинна точка.

„Това не би трябвало да се случва“, казва теоретичният астрофизик Чарлз Кийтън от университета „Рутгърс“ в Ню Брънзуик, САЩ.

„Не може да се получи пето изображение в центъра, освен ако не се случва нещо необичайно с масата, която огъва светлината.“

Самият „Кръст на Айнщайн“ е изключително рядък космически феномен, създаден от светлина, пътуваща през пространство-време, изкривено от наличието на огромно гравитационно поле.

Когато светлината от далечен обект, като например галактика, премине през това изкривено пространство-време, тя може да се раздели на четири изображения на галактиката, която я е произвела, наподобяващи върховете на кръст.

Тъй като светлината се изкривява около централната маса, в средата на кръста не се вижда пето изображение на фоновия обект.

Ако в центъра има светлина, тя обикновено е от нещо на преден план.

HerS-3 е прашна, звездообразуваща галактика, намираща се близо до ръба на видимата Вселена, чиято светлина е пътувала 11,7 милиарда години, за да достигне до нас.

Още от пръв поглед тя изглеждала необичайно.

Когато екип, воден от астронома Пиер Кокс от Френския национален център за научни изследвания (CNRS), я наблюдавал, инстинктите им се оказали правилни. Светлината от централната точка идвала от същото разстояние като четирите точки около нея.

„Реакцията ни беше: „Какво, по дяволите?“, казва Кокс.

„Приличаше на кръст, а в центъра имаше това изображение. Знаех, че никога преди не съм виждал такова нещо.“

За да разберат какво причинява странното изображение, изследователите преминали през редица възможни обяснения.

Първоначално смятали, че става въпрос за техническа грешка, но се оказало, че изображението е напълно реално.

Компютърното моделиране също изключило някоя от галактиките на преден план като обяснение за особената гравитационна леща.

В крайна сметка те стигнали до единственото заключение, че механизмът зад изкривения регион на пространство-времето трябва да е нещо, което всъщност не можем да видим: тъмна материя.

„Опитахме всяка разумна конфигурация, използвайки само видимите галактики, и нито една не проработи“, казва Кийтън.

„Единственият начин математиката и физиката да съвпаднат беше да добавим ореол от тъмна материя. В това е силата на моделирането. То помага да се разкрие онова, което не можеш да видиш.“

Тъмната материя е една от големите загадки на Вселената – мистериозна форма на материя, която взаимодейства с останалата част от Вселената единствено чрез гравитация.

Знаем, че съществува, защото във Вселената има много повече гравитация, отколкото нормалната материя може да обясни. Айнщайновата леща на HerS-3 е точно такъв случай.

Моделирането на изследователите предполага, че по-близка група галактики, чиято светлина е пътувала около 8 милиарда години, се комбинира с масивно струпване на тъмна материя, или ореол от тъмна материя, за да създаде наблюдавания пръстен на Айнщайн.

Това е забележително откритие.

Случайното струпване на тъмна материя, намиращо се между нас и HerS-3, увеличава далечната галактика и ни дава много по-близък поглед към активен звездообразуващ обект в ранна епоха на Вселената, когато галактиките обикновено са твърде бледи, за да бъдат различени.

То също така предлага начин за изучаване на по-близката галактична група, както и на самия ореол от тъмна материя.

„Системата HerS-3 с нейния изключителен „Кръст на Айнщайн“ с пето централно изображение се разкрива в настоящото проучване като уникална астрофизична лаборатория за изследване в малък пространствен мащаб на почти странично видима прашна галактика със звездообразуване в пика на космическата еволюция. И, което е важно, за изучаване на характеристиките на галактичната група, действаща като леща за HerS-3, и свойствата на свързания с нея масивен ореол от тъмна материя“, пишат изследователите в своята статия.

Изследването е публикувано в The Astrophysical Journal.