Ошибка!

Показать Ошибка!

Забыли пароль?

Ошибка!

Ошибка!

Скрыть Ошибка!

Скрыть Ошибка!

Забыли пароль? Напишите ваш email и мы отправим письмо с инструкциями.

Ошибка!

Обратно

Закрыть

Хаббл обнаружил небольшие скопления темной материи

Хаббл обнаружил небольшие скопления темной материи
В поисках темной материи астрономы ведут охоту на призраков. Потому что темная материя - невидимая субстанция, которую нельзя увидеть напрямую.


И все же она составляет основную массу Вселенной и образует леса, на которых строятся галактики. Темная материя - гравитационный «клей», который удерживает вместе галактики и скопления галактик. Астрономы могут обнаружить её присутствие косвенно, измерив, как её гравитация влияет на звезды и галактики.

Таинственная субстанция состоит из иного материала, чем звезды, планеты и люди. Этим материалом является нормальная барионная материя, состоящая из электронов, протонов и нейтронов. Но темная материя может быть некой неизвестной субатомной частицей, которая слабо взаимодействует с нормальной материей.

Популярная теория гласит, что частицы темной материи двигаются не очень быстро, что облегчает их слипание. Согласно этой идее, Вселенная содержит широкий диапазон концентраций темной материи, от малой до большой.

Астрономы обнаружили скопления темной материи вокруг галактик крупных и средних размеров. Используя Хаббла и новую технику наблюдения, астрономы обнаружили, что темная материя образует гораздо меньшие скопления.

Исследователи искали небольшие концентрации темной материи в данных Хаббл, измеряя, как влияет свет от далеких квазаров, когда путешествует в космосе. Квазары - яркие ядра очень далеких галактик. Изображения Хаббл показывают, что свет от этих изображений квазаров искажен и увеличен силой тяжести массивных галактик переднего плана из-за гравитационного линзирования. Астрономы использовали эффект линзирования, чтобы обнаружить небольшие скопления темной материи. Скопления расположены вдоль линии визирования телескопа к квазарам, а также внутри и вокруг линзирующих галактик на переднем плане.

Результат астрономов подтверждает одно из фундаментальных предсказаний широко принятой теории «холодной темной материи».

Согласно этой теории, все галактики образуют и заключены в облака темной материи. Сама темная материя состоит из медленно движущихся или «холодных» частиц, которые собираются вместе, образуя структуры, от сотен тысяч раз превышающих массу галактики Млечный путь до комков, массой коммерческого самолета.

Наблюдение Хаббла дает новое понимание природы темной материи и ее поведения. «Мы сделали очень убедительный обсервационный тест для модели холодной темной материи, и она проходит блестяще», - сказал Томмазо Треу из Калифорнийского университета в Лос-Анджелесе (UCLA), член группы наблюдателей.

Обнаружение мельчайших образований темной материи путем поиска встроенных звезд может быть трудным или невозможным, поскольку в них содержится очень мало звезд.

Концентрации темной материи были обнаружены вокруг больших и средних галактик, но до сих пор не было обнаружено гораздо меньших скоплений темной материи. В отсутствие данных наблюдений за такими мелкими скоплениями некоторые исследователи разработали альтернативные теории, в том числе «теплую темную материю». Эта идея предполагает, что частицы темной материи быстро движутся, перемещаясь слишком быстро, чтобы слиться и образовать меньшие концентрации. Новые наблюдения не подтверждают этот сценарий, обнаруживая, что темная материя "холоднее", чем это должно быть в альтернативной теории теплой темной материи.

«Астрономы уже проводили другие наблюдательные тесты теорий темной материи и раньше, но наши предоставляют наиболее убедительные доказательства присутствия небольших скоплений холодной темной материи. Объединив последние теоретические предсказания, статистические инструменты и новые наблюдения Хаббла, мы теперь получили гораздо более надежный результат, чем это было возможно ранее», сказала Анна Ниренберг из Лаборатории реактивного движения НАСА, руководитель исследования Хаббла.


Охота на темную материю, лишенную звезд, оказалась сложной задачей. Исследовательская группа Хаббла использовала технику, в которой не нужно было искать гравитационное влияние звезд как индикаторов темной материи. Команда нацелена на 8 мощных и отдаленных квазаров (области вокруг активных черных дыр, которые излучают огромное количество света). Астрономы измерили, как свет, испускаемый кислородом и неоновым газом, искажается гравитацией массивной галактики переднего плана, которая действует как увеличительная линза.

Используя этот метод, команда обнаружила скопления темной материи вдоль линии визирования телескопа к квазарам, а также внутри и вокруг промежуточных линзирующих галактик. Концентрации темной материи, обнаруженные Хабблом, в 1/10000 - 1/100000 раз превышают массу гало темной материи Млечного Пути. Многие из этих крошечных концентраций не содержат даже небольших галактик, и поэтому их невозможно обнаружить традиционным методом поиска звезд.

8 квазаров и галактик были выровнены настолько точно, что эффект гравитационного линзирования дал 4 искаженных изображения каждого квазара. Эффект, как если смотреть в зеркало. Такие изображения квазаров редки из-за почти точного выравнивания, необходимого между галактикой переднего плана и фоновым квазаром. Тем не менее, исследователи нуждались в нескольких изображениях для проведения более детального анализа.

Присутствие скоплений темной материи изменяет кажущуюся яркость и положение каждого искаженного изображения квазара. Астрономы сравнили эти измерения с предсказаниями того, как будут выглядеть изображения квазара без влияния темной материи. Исследователи использовали измерения, чтобы вычислить массы крошечных концентраций темной материи. Для анализа данных исследователи также разработали сложные компьютерные программы и методы интенсивной реконструкции.

Исследователи использовали широкоугольную камеру 3 Хаббла, чтобы захватывать ближний инфракрасный свет от каждого квазара и распределять его по цветам компонентов для изучения с помощью спектроскопии. Уникальные излучения фоновых квазаров лучше всего видны в инфракрасном свете. «Наблюдения Хаббла из космоса позволяют нам проводить эти измерения в галактических системах, которые были бы недоступны при более низком разрешении наземных телескопов, а атмосфера Земли непрозрачна для инфракрасного света, который нужно наблюдать», - объяснил Саймон Биррер из UCLA.

Количество небольших структур, обнаруженных в исследовании, дает больше подсказок о природе темной материи. «Свойства частиц темной материи влияют на то, сколько сгустков образуется», - объяснил Ниренберг. «Это означает, что можно узнать о физике частиц темной материи, посчитав количество маленьких структур».

Но тип частиц, из которых состоит темная материя, до сих пор остается загадкой. «В настоящее время в лаборатории нет прямых доказательств существования частиц темной материи», - сказал Биррер. «Физики элементарных частиц даже не говорили бы о темной материи, если бы космологи не сказали, что она существует, основываясь на наблюдениях за ее эффектами. Когда мы, космологи, говорим о темной материи, мы спрашиваем: «Как она управляет появлением Вселенной? И в каких масштабах?»

Астрономы смогут проводить последующие исследования темной материи, используя будущие космические телескопы НАСА: космический телескоп Джеймса Уэбба и широкоугольный инфракрасный обзорный телескоп (WFIRST). Уэбб сможет эффективно получать измерения для всех известных квазаров с четырьмя линзами. Точность WFIRST и большое поле зрения помогут астрономам проводить наблюдения за всей областью пространства, затронутой огромным гравитационным полем массивных галактик и скоплений галактик. Это поможет исследователям раскрыть еще много этих редких систем.

Комментарии:

Еще нет комментариев, станьте первым коментатором!
Войдите на зайт или зарегистрируйтесь, чтобы оставлять комментарии!
0
Телескоп Евклид займется визуализацией темной материи

Телескоп Евклид займется визуализацией темной материи

Как можно увидеть невидимое? С помощью будущего телескопа Евклид, который отобразит структуру Вселенной и покажет невидимую темную материю и темную энергию.

Научный координатор Евклида (Euclid) Хенк Хукстра объясняет, как это будет работать. Почему предполагается, что темная материя существует, если мы никогда ее не видели и даже не измеряли? Мы вращаемся вокруг центра галактики со скоростью 220 километров в секунду. Большая скорость, которую мы не замечаем. Тем не менее, происходит что-то странное. Исходя из числа звезд в Млечном Пути, звезды на кра...
26.02.20 20:12
0
2
Сейсмичность Марса доказана учеными

Сейсмичность Марса доказана учеными

Миссия InSight смогла подтвердить сейсмически активный статус Марса.

26 ноября 2018 года аппарат InSight успешно сел на Марс в районе горы Элизиум. Спустя семьдесят марсианских дней сейсмометр миссии SEIS начал регистрировать вибрации планеты. До конца сентября 2019 года InSight зарегистрировал 174 события. С тех пор измерения продолжались, что привело к более чем 450 наблюдаемым марсотрясениям на сегодняшний день, которые еще не были детально проанализированы. Он...
25.02.20 12:41
0
2
У галактики Сомбреро было бурное прошлое

У галактики Сомбреро было бурное прошлое

Новые данные космического телескопа Хаббл предполагают, что гладкий и четкий край диска галактики Сомбреро может скрывать её бурное прошлое.

Резкость и чувствительность Хаббла позволили увидеть десятки тысяч отдельных звезд в обширном расширенном гало Сомбреро, области за центральной частью галактики, обычно состоящей из более старых звезд. Эти последние наблюдения Сомбреро переворачивают с ног на голову общепринятую теорию, показывая лишь крошечную фракцию более старых, бедных металлом звезд в гало, плюс неожиданное изобилие богатых м...
24.02.20 17:19
0
4
Какие двигатели помогут освоить космос?

Какие двигатели помогут освоить космос?

Астро/аэро инженер Кен Хара разрабатывает компьютерные модели, чтобы сделать малоизвестный, но широко используемый двигатель более подходящим для дальних полетов.

Когда большинство людей думают о космическом путешествии, они представляют себе ракеты, подобные Сатурну 5, которая отправила астронавтов Apollo на Луну. Большая часть этой огромной ракеты состояла из топлива, которое сжигала, чтобы запустить на орбиту крошечную космическую капсулу с экипажем. Там, где нет земной гравитации, краткие запуски двигателей, работающих на топливе, направляли космическу...
23.02.20 16:00
0
0
Телескоп Евклид займется визуализацией темной материи

Телескоп Евклид займется визуализацией темной материи

Как можно увидеть невидимое? С помощью будущего телескопа Евклид, который отобразит структуру Вселенной и покажет невидимую темную материю и темную энергию.

Научный координатор Евклида (Euclid) Хенк Хукстра объясняет, как это будет работать. Почему предполагается, что темная материя существует, если мы никогда ее не видели и даже не измеряли? Мы вращаемся вокруг центра галактики со скоростью 220 километров в секунду. Большая скорость, которую мы не замечаем. Тем не менее, происходит что-то странное. Исходя из числа звезд в Млечном Пути, звезды на кра...
26.02.20 20:12
0
2
Сейсмичность Марса доказана учеными

Сейсмичность Марса доказана учеными

Миссия InSight смогла подтвердить сейсмически активный статус Марса.

26 ноября 2018 года аппарат InSight успешно сел на Марс в районе горы Элизиум. Спустя семьдесят марсианских дней сейсмометр миссии SEIS начал регистрировать вибрации планеты. До конца сентября 2019 года InSight зарегистрировал 174 события. С тех пор измерения продолжались, что привело к более чем 450 наблюдаемым марсотрясениям на сегодняшний день, которые еще не были детально проанализированы. Он...
25.02.20 12:41
0
2
У галактики Сомбреро было бурное прошлое

У галактики Сомбреро было бурное прошлое

Новые данные космического телескопа Хаббл предполагают, что гладкий и четкий край диска галактики Сомбреро может скрывать её бурное прошлое.

Резкость и чувствительность Хаббла позволили увидеть десятки тысяч отдельных звезд в обширном расширенном гало Сомбреро, области за центральной частью галактики, обычно состоящей из более старых звезд. Эти последние наблюдения Сомбреро переворачивают с ног на голову общепринятую теорию, показывая лишь крошечную фракцию более старых, бедных металлом звезд в гало, плюс неожиданное изобилие богатых м...
24.02.20 17:19
0
4
Какие двигатели помогут освоить космос?

Какие двигатели помогут освоить космос?

Астро/аэро инженер Кен Хара разрабатывает компьютерные модели, чтобы сделать малоизвестный, но широко используемый двигатель более подходящим для дальних полетов.

Когда большинство людей думают о космическом путешествии, они представляют себе ракеты, подобные Сатурну 5, которая отправила астронавтов Apollo на Луну. Большая часть этой огромной ракеты состояла из топлива, которое сжигала, чтобы запустить на орбиту крошечную космическую капсулу с экипажем. Там, где нет земной гравитации, краткие запуски двигателей, работающих на топливе, направляли космическу...
23.02.20 16:00
0