Темная материя — невидимый клей, соединяющий звезды, пыль и газ в галактики. Эта загадочная субстанция составляет большую часть массы галактик и образует основу структуры Вселенной. Поскольку она не излучает, не поглощает и не отражает свет, о ее наличии можно судить только по ее гравитационному воздействию на видимую материю. Астрофизики все еще пытаются выяснить, что же такое темная материя, пишет Phys.org.
Скопления галактик — самые массивные и молодые структуры во Вселенной — также являются самыми крупными хранилищами темной материи. Они состоят из отдельных галактик, которые удерживает вместе в основном сила тяжести темной материи. Для ученых они — идеальная лаборатория, в которой можно проверить теоретические выкладки математических моделей.
Распределение темной материи в скоплениях ученые фиксируют через измерение искривления светового луча, или эффект гравитационной линзы. Сила тяжести темной материи в скоплениях галактик усиливает и искажает свет далеких объектов. Чем выше концентрация этой субстанции, тем сильнее эффект искривления света.
Группа астрономов измерила воздействие гравитационной линзы на три галактических скопления: MACS J1206.2-0847, MACS J0416.1-2403 и Abell S1063. К их удивлению, снимки телескопов «Хаббл» и VLT (Very Large Telescope) показали, помимо дугообразных искривлений и вытянутых форм далеких галактик, неожиданное количество меньших дуг и размытых изображений рядом с центром каждого скопления, где расположены самые массивные галактики.
Ученые полагают, что эти линзы образованы гравитацией плотной концентрации материи внутри отдельных скоплений галактик. Последующие спектроскопические измерения позволили определить скорость звезд, вращающихся внутри отдельных скоплений, чтобы определить их массу с учетом массы темной материи. В результате у них получилась хорошо откалиброванная карта распределения масс темной материи в каждой группе галактик.
Исследователи сравнили ее с компьютерной моделью скоплений со схожей массой и удаленной от Земли примерно на такое же расстояние. Оказалось, что концентрация темной материи в отдельных галактиках не совпадает с данными астрономических наблюдений.
«Есть некое свойство реальной Вселенной, которое мы попросту не фиксируем в современных теоретических моделях, — сказала Приямвада Натараян из Йельского университета, один из главных теоретиков проекта. — Это может сигнализировать о пробеле в нынешнем понимании природы темной материи и ее свойств».
Недавно астрономы из США дали объяснение необычным галактикам, у которых почти полностью отсутствовала темная материя. По их расчетам, отсутствие темной материи можно объяснить действием приливных сил соседней, более крупной галактики.
