Астрономи створили найдетальнішу карту темної матерії у Всесвіті

Астрономи представили найдетальнішу на сьогодні карту розподілу темної матерії, створену за допомогою космічного телескопа імені Джеймса Вебба. Спостереження охопили ділянку неба, площа якої майже втричі перевищує розмір повного Місяця, пише Reuters. 

Темна матерія становить більшу частину всієї матерії у Всесвіті, адже звичайна — зірки, планети й люди — лише близько 15%. Вона не випромінює і не відбиває світло, тому її існування визначають за гравітаційним впливом.

Нова карта базується на ефекті гравітаційного лінзування, який викривляє світло далеких галактик. Вебб зафіксував ледь помітні спотворення форм приблизно 250 тисяч галактик уздовж лінії зору.

Попередні карти темної матерії створювалися на основі даних телескопа “Хаббл”, який наразі повільно падає на Землю. Завдяки розширеним можливостям Вебба нова мапа має вдвічі більшу роздільну здатність і дозволяє зазирнути на 8–10 мільярдів років у минуле.

Телескоп Джеймса Вебба, запущений у 2021 році та введений в експлуатацію у 2022-му, має приблизно в шість разів більшу світлозбірну здатність, ніж “Хаббл”. Він працює в інфрачервоному діапазоні та бачить значно тьмяніші й віддаленіші об’єкти.

“Це дозволяє нам розрізняти тонші структури темної матерії, виявляти раніше невидимі концентрації маси та розширювати картографування темної матерії на попередні епохи Всесвіту”, — заявила провідна авторка дослідження, космолог-спостерігач Діана Скогнамільйо з Лабораторії реактивного руху NASA.

Карта, опублікована в журналі Nature Astronomy, з безпрецедентною чіткістю демонструє космічну павутину — скупчення галактик, нитки темної матерії та області з нижчою щільністю маси. Саме вздовж цих структур розподіляються галактики й міжгалактичний газ.

“Космічний телескоп імені Джеймса Вебба — це як одягнути нові окуляри для Всесвіту”, — сказала Скогнамільйо. За її словами, більше чітких фонових галактик безпосередньо визначає точність карти темної матерії.

Карта охоплює область Cosmic Evolution Survey (COSMOS) у напрямку сузір’я Секстант. Дослідники очікують, що вона стане основою для майбутніх досліджень еволюції галактик.

“Гало темної матерії є місцем формування галактик, розсадниками галактик, якщо хочете. Тож знання того, де знаходиться темна матерія, скільки її там, і пов’язання цього з популяцією галактик у межах розподілу темної матерії ставить важливу граничну умову на моделі формування та еволюції галактик”, — зазначила співавторка дослідження Жаклін Макклірі, космолог-спостерігач з Північно-Східного університету в Бостоні. 

Спостереження узгоджуються з провідною космологічною моделлю ΛCDM, яка описує Всесвіт після Великого вибуху. Згідно з нею, темна матерія та темна енергія формують каркас, на якому вибудовується структура космосу.

“Наша карта забезпечує набагато чіткіше спостережне уявлення про цей каркас темної матерії”, — підсумувала Скогнамільйо.