Увидеть тёмную материю в новом свете

По оценкам ученых, до 85% массы Вселенной фактически невидимо. Эту «тёмную материю» нельзя наблюдать напрямую, потому что она не взаимодействует со светом так же, как обычная материя, из которой состоят звезды, планеты и жизнь на Земле.

Как нам измерить то, что нельзя увидеть? Ключ в измерении эффекта гравитации, создаваемого темной материей.

Пол Гурри, доктор философии, студент Технологического университета Суинберна, который руководил новым исследованием, объясняет: «Это все равно, что смотреть на флаг, чтобы узнать, какой там ветер. Нельзя увидеть ветер, но движение флага говорит, насколько сильно он дует».

Новое исследование фокусируется на эффекте слабого гравитационного линзирования, который является особенностью Общей теории относительности Эйнштейна. «Темная материя слегка искажает изображение всего, что находится за ней», - говорит доцент Эдвард Тейлор, который также принимал участие в исследовании. «Эффект немного похож на чтение газеты через дно бокала».

Слабое гравитационное линзирование - уже один из самых успешных способов составить карту содержания темной материи во Вселенной. Теперь команда Суинберна использовала телескоп ANU 2.3 метра в Австралии, чтобы отобразить, как вращаются гравитационно линзированные галактики. «Поскольку мы знаем, как звезды и газ должны двигаться внутри галактик, мы примерно знаем, как должна выглядеть эта галактика», - говорит Гурри. «Измеряя, насколько искажены реальные изображения галактик, мы можем выяснить, сколько темной материи потребуется, чтобы объяснить наши наблюдения».

Новое исследование показывает, как эта информация о скорости позволяет более точно измерить эффект линз, чем это возможно при использовании одной только формы. «С нашим новым взглядом на темную материю, мы надеемся получить более четкое представление о том, где находится темная материя и какую роль она играет в формировании галактик», говорит Гурри.

Будущие космические миссии, такие как телескоп НАСА Нэнси Грейс и космический телескоп Евклида Европейского космического агентства, отчасти предназначены для проведения таких измерений на основе форм сотен миллионов галактик. «Мы показали, что можем внести реальный вклад в эти глобальные усилия с помощью относительно небольшого телескопа, построенного в 1980-х годах, просто взглянув на проблему с другой стороны», - добавляет Тейлор.

Работа опубликована в Monthly Notices of the Royal Astronomical Society.