Ученые впервые взвесили гало темной материи древних галактик
Астрономы делают выводы о наличии темной материи, основываясь на ее гравитационном влиянии на видимую материю в галактиках и на свет, проходящий через них. Галактики вращаются на высоких скоростях, несмотря на наличие только видимой материи, такой как звезды и планеты. Это противоречит нашим представлениям о гравитации. Такое поведение галактик объясняется наличием дополнительной невидимой материи — темной материи. Она оказывает гравитационное влияние на видимую материю и помогает галактикам оставаться стабильными и вращаться соответствующим образом.
Ореолы темной материи вокруг таких активных галактик, вероятно, помогают направлять материю к центральной черной дыре — своеобразная «служба доставки». Такой механизм питания действовал вокруг сотен древних квазаров, и этот процесс был постоянным на протяжении всей истории Вселенной.
Измерение массы темного вещества в гало вокруг близлежащих галактик — сложная задача. А измерение темной материи вокруг более отдаленных и, следовательно, ранних галактик еще сложнее. Свет, исходящий от этих галактик, очень слабый.
Тем не менее, ученым удалось впервые измерить типичную массу гало темной материи, окружающей активную черную дыру во Вселенной, около 13 миллиардов лет назад, сообщает Space. Масса гало темной материи квазаров довольно постоянна и примерно в 10 триллионов раз превышает массу Солнца.
Свету, исходящему от этих древних квазаров, потребовалось до 13 миллиардов лет, чтобы пересечь космос и достичь телескопов. Во время путешествия этот свет потерял энергию, а его длины волн растянулись, сместив их за красный конец спектра видимого света и превратив их в длины волн инфракрасного света — процесс, который астрономы называют «красным смещением».
В 2016 году ученые начали собирать инфракрасные данные из ряда астрономических исследований, проведенных с помощью различных инструментов, в первую очередь телескопа Subaru на вершине Маунакеа на Гавайях.
Это позволило увидеть, как свет отдаленных квазаров проходит через пространство, находящееся рядом с галактиками. Темная материя, которая также имеет массу, искривляет пространство и тем самым изменяет путь света. Это явление называется гравитационным линзированием. Ученые измерили степень искривления света и сравнили его с ожидаемым искривлением, вызванным видимой материей в галактиках, такой как газ, пыль и звезды. Это сравнение и позволяет определить массу скрытой темной материи.
Природа темной материи является актуальной проблемой для науки. Несмотря на то, что она составляет около 85% всей материи во Вселенной, она не взаимодействует со светом и, таким образом, остается для нас невидимой.
Ранее странный радиосигнал зафиксировали с помощью массивного сферического радиотелескопа с 500-метровой апертурой (FAST). Он расположен на юге Китая и долгие годы помогает изучать формирование и эволюцию галактик, а также темную материю.
Hi-Tech Mail.ru вспомнил все ключевые космические события, которые произошли в прошлом году. Смотрите галерею и погружайтесь в эту атмосферу вместе с нами:
