Наилучшая карта темной материи выявила ранее невиданные структуры.

Телескоп JWST создал карту темной материи, которая вдвое лучше всех предыдущих, и она может помочь разгадать некоторые из самых глубоких тайн Вселенной.

Ученые создали лучшую в истории карту темной материи, используя едва заметные искажения в форме примерно 250 000 галактик. Это может помочь нам разгадать некоторые из самых больших загадок космоса.

Темную материю чрезвычайно сложно картировать, потому что, как следует из ее названия, она не излучает никакого света, который мы могли бы обнаружить. Она взаимодействует с обычной материей только посредством гравитационного притяжения, поэтому именно его исследователи используют для определения ее местоположения. Жаклин Макклири из Северо-восточного университета в Массачусетсе и ее коллеги использовали для этого космический телескоп Джеймса Уэбба (JWST), изучая область неба, немного превышающую по размерам полную Луну.

«Это очень высококачественное изображение каркаса этого небольшого уголка Вселенной», — говорит Макклири. Разрешение карты примерно вдвое выше, чем у предыдущих карт, созданных с помощью космического телескопа «Хаббл», и она включает структуры, расположенные гораздо дальше от Земли.

Реклама

Для создания этой карты исследователи изучили формы примерно 250 000 галактик, но интерес представляет не их собственная форма. «Эти галактики — по сути, космические обои», — говорит Лилия Уильямс из Университета Миннесоты, которая не принимала участия в анализе. Вместо этого важно то, как гравитация темной материи между телескопом и «обоями» искажает свет галактик в процессе, называемом гравитационным линзированием: чем дальше средняя форма далеких галактик от круглой, тем больше темной материи находится между ними и нами.

Анализируя эти различия в форме, исследователи нанесли на карту огромные скопления галактик, а также нити космической сети, соединяющие их. Некоторые из этих структур не совпадали ни с чем, что мы видели ранее при наблюдении за обычной, или светящейся, материей, что указывает на то, что в них преобладает темная материя. «Для идентификации многих из этих структур на широком поле зрения гравитационное линзирование — один из немногих методов, и, безусловно, лучший», — говорит Уильямс.

Это важно, потому что темная материя составляет около 85 процентов всей материи во Вселенной, поэтому она имеет решающее значение для эволюции не только галактик и скоплений галактик, но и космоса в целом. Создание карты ее распределения могло бы помочь нам точно определить, как она себя ведет и из чего именно состоит, говорит Уильямс.

Неужели наш космос — всего лишь оболочка на краю гораздо более странной реальности?

Теория струн, возможно, является нашей лучшей попыткой создать теорию всего, за исключением того, что она не может описать расширяющуюся Вселенную, подобную нашей. Теперь же радикально новый подход к этой идее мог бы наконец исправить это, но для этого нам необходимо полностью переосмыслить реальность.

«Это не только достижение в области наблюдений, но и возможность для проведения множества других анализов — например, для определения космологических параметров, связи между галактиками и их гало темной материи, а также того, как они растут и эволюционируют с течением времени», — говорит Макклири. К этим космологическим параметрам относится, например, сила темной энергии — таинственная сила, вызывающая ускоренное расширение Вселенной.

На данный момент кажется, что карта JWST соответствует нашей текущей стандартной модели Вселенной, известной как лямбда-CDM, но предстоит еще много углубленных исследований данных, которые, несомненно, дадут новые результаты, говорит Макклири. «Хотя на первый взгляд она совпадает с лямбда-CDM, я пока не сдаюсь — я воздерживаюсь от окончательных выводов до завершения нашего анализа».

Nature Astronomy DOI: 10.1038/s41550-025-02763-9

Источник: www.newscientist.com