3.7K
Темная материя – загадочное космическое явление, на которое приходится 27 процентов всей существующей материи и энергии. Хотя темная материя находится повсюду вокруг нас, мы не можем ее увидеть или почувствовать. Но ученые смогли сделать вывод о ее наличии, наблюдая за тем, как ведет себя обычное вещество.
Скопления, состоящие из тысяч галактик, важны для изучения темной материи, потому что в этих областях такая материя гораздо плотнее, чем в среднем во Вселенной. Ученые считали, что чем тяжелее кластер, тем больше в нем темной материи, но новые исследования доказывают, что эта зависимость не так проста.
«Скопления галактик напоминают «крупные города» в нашей Вселенной. Это похоже на то, как вы видите огни ночного города с борта самолета и по ним можете определить его размер. Таким образом и кластеры дают нам ощущение распределения темной материи, которую мы не можем увидеть», — сказал Хиронао Миятаке, сотрудник Лаборатории реактивного движения NASA, Пасадена, Калифорния.В новом исследовании, опубликованном в журнале «Physical Review Letters», говорится о том, что внутренняя структура галактического кластера связана с темной материей, окружающей его.
Исследователи изучили около 9000 скоплений галактик и на основе внутренних структур разделили их на две группы: одну, в которой галактики более рассредоточены внутри скопления, и другую, в которой галактики располагаются плотно. Ученые использовали технику, называемую гравитационное линзирование.
Когда исследователи сравнили эти две группы, они обнаружили существенное различие в распределении скоплений галактик. Как правило, скопления отделены от других расстоянием до 100 миллионов световых лет, но для группы с плотно расположенными галактиками расстояние между соседними кластерами было меньше. Иными словами, окружающая темная материя определяет плотность распределения галактик внутри кластеров.
«Это различие обусловлено разной плотностью темной материи, в которой образуются скопления галактик. Наши результаты показали, что связь между скоплением и темной материей характеризуется не только массой кластера, но и историей его формирования», – сказал Хиронао Миятаке.
«Предыдущие исследования утверждали, что масса кластера является наиболее важным фактором в определении его глобальных свойств. Наша работа показала, что и возраст имеет значение, так как молодые и старые кластеры «живут» в разных средах темной материи», – добавил соавтор исследования Дэвид Шпергель, профессор астрономии из Принстонского университета.
Полученные результаты согласуются с предсказаниями ведущих теорий происхождения Вселенной. После периода под названием «Космическая инфляция», длящегося менее чем одну триллионную долю секунды после Большого взрыва, возникли квантовые флуктуации. Эти изменения вызвали неравномерное распределение материи. Ученые считают, что скопления галактик, которые мы видим сегодня, возникли в результате флуктуации плотности материи в ранней Вселенной.
«Скопления галактик являются окнами в тайны Вселенной. Изучая их, мы сможем больше узнать об эволюции крупномасштабных структур, истории ранней Вселенной, а также о темной энергии и темной материи», – подвел итог Хиронао Миятаке.