Новый обзор неба должен прояснить вопрос о темной материи

Чт, Июль 09, 2015 - 20:56 / Категория: Космология Телескопы и технологии

Появились первые результаты нового капитального обзора распределения темной материи по южному небу, выполненного с Обзорным телескопом VLT ESO (VST) в обсерватории Паранал в Чили. Обзор VST KiDS позволит астрономам произвести точные измерения параметров темной материи, темной энергии, структуры галактических гало, исследовать эволюцию галактик и их скоплений. Первые результаты обзора KiDS показывают, как характеристики наблюдаемых галактик определяются окружающими их невидимыми гигантскими массами темной материи.

Примерно 85% материальной составляющей Вселенной невидимо, и природа этой материи пока непонятна физикам. Хотя эта субстанция не излучает и не поглощает свет, астрономы могут обнаруживать ее присутствие по влиянию, которое она оказывает на звезды и галактики, в частности, по ее гравитационному притяжению. Большой новый наблюдательный проект, выполняемый на мощных обзорных телескопах ESO, сейчас яснее, чем когда-либо раньше, выявляет непосредственно наблюдаемые связи между таинственной темной материей и светящимися галактиками.

Новый обзор, названный KiDS (Kilo-Degree Survey), базируется на изображениях, получаемых на Обзорном телескопе VLT при помощи его мощной камеры OmegaCAM. Телескоп VLT, установленный в обсерватории ESO на горе Паранал в Чили, специализирован для широкоугольных обзоров неба в видимых лучах. В инфракрасной области его дополняет обзорный телескоп VISTA. Одна из главных целей VST – картографирование распределения темной материи и использование этих карт для понимания природы таинственной темной энергии, ускоряющей расширение нашей Вселенной.

Лучший индикатор местоположения темной материи – гравитационное линзирование, искривление лучей света силой гравитации. Исследуя этот эффект, можно наносить на карту места, где тяготение наиболее сильно, а значит, где находится материя, в том числе и темная.

В первой серии работ по результатам нового обзора международная группа исследователей под руководством Кена Кюкена (Koen Kuijken) из Лейденской обсерватории в Нидерландах использовала этот подход для анализа изображений более двух миллионов галактик, расположенных на среднем расстоянии в 5.5 миллиардов световых лет от нас. Ученые исследовали искажения, вносимые в изображения этих галактик при прохождении их излучения по пути к Земле мимо массивных скоплений темного вещества.

Эти первые результаты получены всего по 7% планируемой общей площади обзора. Внимание исследователей было сосредоточено на картографировании распределения темной материи в группах галактик. Большинство галактик образуют группы; наш Млечный Путь тоже входит в небольшое скопление галактик, называемое Местной группой. Определение содержания темной материи в галактических группах – ключевой вопрос всей теории формирования галактик. По результатам исследования гравитационного линзирования получается, что в группах галактик содержится примерно в 30 раз больше темного вещества, чем видимого.

"Интересно, что самая яркая галактика группы почти всегда находится в центре облака темной материи", - говорит Массимо Виола (Massimo Viola) из Лейденской обсерватории (Нидерланды), основной автор одной из первых статей по результатам KiDS.

"Предсказание теории формирования галактик о том, что галактики продолжают втягиваться внутрь групп и скапливаться в их центрах, никогда еще не было с такой ясностью подтверждено наблюдениями", - добавляет Кен Кюкен.

Полученные результаты – лишь начало большой программы использования огромных количеств данных, получаемых обзорными телескопами. Сейчас эти данные, хранящиеся в архиве данных ESO, становятся доступны ученым всего мира.

Обзор KiDS поможет расширить и углубить наше понимание темной материи. Объяснение природы темной материи и ее проявлений означало бы гигантский прорыв в физике.

Источник

Комментировать