Ще в 2013 році, коли дві галактики були помічені пліч-о-пліч у віддалених куточках всесвіту і виглядали вражаюче схожими, астрономи були збиті з пантелику.
Тепер вони нарешті розкрили таємницю цих дивних “ідентичних об’єктів” – і відповідь може мати значення для розуміння темної матерії .
Об’єкт, який тепер називається “об’єкт гамільтона”, був випадково виявлений астрономом тімоті гамільтоном з університету штату шоні за даними, отриманими космічним телескопом хаббла майже десять років тому.
Дві галактики мали однакову форму і мали однакові майже паралельні темні смуги, що перетинають галактичну опуклість-центральну область галактики, де мешкає більшість зірок.
“ми були дійсно в глухому куті“, сказав гамільтон. “моя перша думка полягала в тому, що, можливо, вони взаємодіють між галактиками з приливно витягнутими рукавами. Це не зовсім підходило, але я не знав, що ще думати”.
Тільки в 2015 році з’явилася більш правдоподібна відповідь. Астроном річард гріффітс з гавайського університету, побачивши, як гамільтон представляє свій об’єкт на зустрічі, припустив, що винуватцем може бути рідкісне явище: гравітаційне лінзування.
Це явище виникає виключно в результаті випадкового поєднання масивних об’єктів в космосі. Якщо масивний об’єкт знаходиться прямо між нами і більш віддаленим об’єктом, виникає ефект збільшення через гравітаційного викривлення простору-часу навколо ближчого об’єкта.
Будь-яке світло, яке потім проходить через цей простір-час, слідує цій кривизні і потрапляє в наші телескопи розмазаним і спотвореним в різному ступені, але також часто збільшеним і дубльованим.
Це мало набагато більше сенсу, ніж дві ідентичні галактики, особливо коли гріффітс виявив ще одну копію галактики (як видно на малюнку нижче).
Однак залишилася величезна проблема: що викликає гравітаційну кривизну? тому гріффітс і його команда приступили до пошуку в даних огляду неба об’єкта, досить масивного, щоб викликати ефект лінзування.
І вони його знайшли. Між нами і об’єктом гамільтона ховається скупчення галактик, яке було погано задокументовано. Зазвичай ці відкриття йдуть іншим шляхом – спочатку ідентифікують скупчення, а потім астрономи шукають позаду нього лінзові галактики.
Робота команди показала, що об’єкт гамільтона знаходиться на відстані близько 11 мільярдів світлових років, а робота іншої команди показала, що скупчення знаходиться на відстані близько 7 мільярдів світлових років.
Дослідники визначили, що сама галактика являє собою спіральну галактику з перемичкою, зверненої до нас краєм, в якій відбувається нерівномірне зіркоутворення. Комп’ютерне моделювання потім допомогло визначити, що три дубльованих зображення можуть бути створені тільки в тому випадку, якщо розподіл темної матерії буде плавним на малих масштабах.
” чудово, що нам потрібно всього два дзеркальних зображення, щоб отримати масштаб того, наскільки грудкуватою чи ні темної матерії може бути в цих положеннях“, – сказала астроном дженні вагнер з гейдельберзького університету в німеччині.
ілюстрація гравітаційного лінзування nasa
” тут ми не використовуємо жодних моделей лінз. Ми просто беремо спостережувані з декількох зображень і той факт, що вони можуть бути перетворені один в одного. Їх можна скласти один в одного за допомогою нашого методу. Це вже дає нам уявлення про наскільки гладкою повинна бути темна матерія в цих двох положеннях”.
Два ідентичних розташованих пліч-о-пліч зображення були створені, тому що вони охоплюють “брижі“ в просторі-часі – область найбільшого збільшення, створювану гравітацією нитки темної матерії. Вважається, що такі нитки з’єднують всесвіт у величезну невидиму космічну павутину, з’єднуючи галактики і скупчення галактик і підживлюючи їх газоподібним воднем.
Але ми насправді не знаємо, що таке темна матерія, тому будь-яке нове відкриття, яке дозволяє нам відобразити, де вона знаходиться, як вона розподіляється і як впливає на простір навколо себе, – це ще одна крапля доказів, яка в кінцевому підсумку допоможе нам розгадати загадку.
” ми знаємо, що це якась форма матерії, але поняття не маємо, що таке складова частка“, – пояснив гріффітс.
“отже, ми взагалі не знаємо, як він себе веде. Ми просто знаємо, що він має масу і схильний до гравітації. Значення обмежень розміру на злипання або гладкість полягає в тому, що він дає нам деякі підказки щодо того, що частинка може бути. Чим менше згустки темної матерії, тим масивніше повинні бути частинки”.
Нагадаємо, раніше повідомлялося, що була .
