Що об’єднує галактики у всесвіті? Учені вивчають природу темної матерії

Обширні дослідження дальнього космосу, проведені протягом багатьох років, дозволили астрономам скласти каталог мільйонів менших і великих галактик, розташованих як в нашій локальній міжгалактичному середовищі, так і на краю спостерігається Всесвіту. Вивчення їх основних властивостей, таких як форма, розмір, світність або орієнтація в просторі, принесло нам багато інформації не тільки про самих галактиках, але і про Всесвіт в цілому та її еволюції за останні майже чотирнадцять мільярдів років. . Дослідники з Кіотського університету вирішили використовувати дані одного з таких оглядів неба, щоб вивчити розподіл темної матерії у Всесвіті і її прямий вплив на великомасштабну структуру Всесвіту.

На перший погляд, дивлячись на галактики, розділені десятками або сотнями мільйонів світлових років, важко запідозрити, що їх розташування або орієнтація у просторі можуть мати щось спільне. Візьмемо, наприклад, нашу місцеву середу.

Галактики в безпосередній близькості від нас

Чумацький Шлях, наша галактика належить до т. зв. Місцева група галактик, в яку також входять галактика Андромеди, галактика Трикутник і кілька десятків обертаються навколо них карликових галактик меншого розміру. Відомо, що ці об’єкти гравітаційно взаємодіють. Адже до Чумацькому Шляху наближається масивна Галактика Андромеди, з якою вона зіткнеться через 4,5 мільярда років. Набагато менша за розмірами галактика Трикутника також може зіткнутися з нашою галактикою, причому деякі кажуть, що навіть швидше, ніж галактика Андромеди.

В цьому локальному масштабі у взаємодіях між галактиками переважає гравітація. Проте тут варто відзначити, що галактики – це не тільки барионная, видима матерія, з якою ми маємо справу кожен день і яку ми можемо вивчати. Галактики занурені в набагато більш великі і великі ореоли темної матерії. Так, ми ще досі не знаємо, що таке темна матерія, з яких частинок вона складається, але ми в змозі спостерігати її гравітаційний вплив на барионную матерію. Деякі дослідження вказують на те, що гало темної матерії, в яке занурений Чумацький Шлях, уже стикається з гало Галактики Андромеди. Поки ми говоримо тут про міжгалактичному масштабі, ми все ще говоримо про локальному розташуванні галактик. Але що відбувається в більш широкому масштабі?

Міжнародна група вчених на чолі з астрономами з Кіотського університету в Японії, використовуючи дані обширних оглядів далекого космосу, підтвердила, що на розподіл галактик, розташованих на відстані не менш десятків мільйонів світлових років від Землі, також впливає гравітаційне тяжіння темного неба. мати значення. У дослідженні використовувалися дані про розташування галактик і їх орієнтації в просторі, отримані з архівних 1,2 млн спостережень.

Інформація про місце розташування і орієнтації галактик в трьох вимірах дозволила провести статистичний аналіз і з’ясувати, як віддалені галактики вирівняні один з одним.

Як відзначають автори дослідження , таке вирівнювання галактик один відносно одного, є в першу чергу результатом взаємодії з близькими об’єктами (як у випадку з галактиками в околицях Чумацького Шляху), до цих пір розглядалася як шум при дослідженнях слабкого гравітаційного лінзування, тобто такий, який ми спостерігаємо, коли зображення спостережуваного об’єкта лише трохи зміщене і спотворено із-за дифракції світлових променів на неоднорідностях розподілу речовини у Всесвіті між джерелом і спостерігачем .

Ще один тест загальної теорії відносності

Дослідники відзначають, що результати аналізу також є ще одним підтвердженням правильності пророкувань загальної теорії відносності в космологическом масштабі. Швидкість, з якою розподіл галактик згущується під дією гравітації, відповідає пророкувань загальної теорії відносності. В черговий раз вдалося підтвердити теорію, розроблену Альбертом Ейнштейном.

Дослідники стверджують, що це тільки початок досліджень. Вже заплановані подальші дослідження впливу темної матерії на розташування і розподіл галактик у космологическом масштабі. На цей раз вчені планують використовувати для підтвердження своїх припущень якісні та точні дані, зібрані з допомогою 8,3-метрового телескопа Subaru, розташованого в обсерваторії Мауна-Кеа на Гаваях.