„Намерихме начин да видим тъмната материя“

Използвайки данни от космическия телескоп Хъбъл на НАСА / ЕСА, астрономи са въвели революционен метод за откриване на тъмна материя в клъстерите на галактиките.

Методът позволява на астрономите да „видят“ разпределението на тъмната материя по-точно от всеки друг метод, използван досега, и това може да се използва за изследване на крайната природа на тъмната материя. Резултатите са публикувани в списанието Monthly Notices на Кралското астрономическо общество.

През последните десетилетия астрономи от различни страни и институти се опитват да разберат истинската природа на тайнствената субстанция, която съставлява по-голямата част от материята във Вселената, така наречената тъмна материя и да картографират нейното разпределение във Вселената.

Сега двама астрономи от Австралия и Испания са използвали данни от програмата Frontier Fields на космическия телескоп Хъбъл на НАСА / ESA, за да проучат точно разпределението на тъмната материя.

„Намерихме начин да“ видим „тъмната материя“, обяснява Мирея Монтес (Университет в Нов Южен Уелс, Австралия), водещ автор на изследването. „Открихме, че много слабата светлина в галактически купове, интраклъстерната светлина, показва как се разпространява и къде се простира тъмната материя.“

Интраклъстерната светлина е страничен продукт от взаимодействията между галактиките. В хода на тези взаимодействия отделни звезди се откъсват от техните галактики и плават свободно в рамките на групата. След като се освободят от техните галактики, те се озовават там, където пребивава по-голямата част от масата на клъстера, предимно тъмна материя.

„Тези звезди имат идентично с тъмната материя разпространение, доколкото сегашната технология ни позволява да установим“, обяснява Монтес.

Както тъмната материя, така и тези изолирани звезди, които формират интраклъстерната светлина, действат като компоненти без колизии помежду си. Те следват гравитационния потенциал на самия клъстер. Проучването показва, че интраклъстерната светлина се подравнява с тъмната материя, проследявайки нейното разпределение по-точно от всеки друг метод, разчитащ на използваните досега светлинни маркери.

Този метод е по-ефективен от по-сложния метод за използване на гравитационни лещи. Докато последното изисква както точна реконструкция на лещите, така и отнемащи време спектроскопски кампании, методът представен от Монтес, използва само дълбоки изображения. Това означава, че с новия метод могат да бъдат изследвани повече клъстери в едно и също време на наблюдение.

Резултатите от изследването въвеждат възможността за изследване на крайната природа на тъмната материя.

„Ако тъмната материя е самостоятелно взаимодействаща, можем да открием това като малки отклонения в разпространението й в сравнение с този много слаб звезден блясък“, подчертава Игнасио Трухильо (Instituto de Astrofísica de Canarias, Испания), съавтор на изследването.

В момента всичко, което се знае за тъмната материя е, че изглежда взаимодейства с редовната материя само гравитационно, но не по друг начин.

Засега Монтес и Трухильо планират да проучат повече от шестте първоначални звездни клъстери, за да видят дали техният метод остава точен. Друг важен тест на техния метод ще бъде наблюдението и анализа на допълнителни галактически клъстери от други изследователски екипи, за добавяне към набора от данни и евентуално потвърждаване на техните констатации.

Екипът очаква да приложи същите техники, като използва бъдещи космически телескопи, например телескопът Джеймс Уеб, който ще има още по-чувствителни инструменти, способни да различават слаба интраклъстерна светлина в далечната вселена.

„Има вълнуващи възможности, които би трябвало да можем да изследваме през следващите години, като проучим стотици галактически клъстери“, заключава Игнасио Трухильо.