Астрономы «увидели» темную материю, которой 12 миллиардов лет
Еще недавно астрономы не знали, что микроволновой фон, образовавшийся в самом начале Вселенной, можно использовать для наблюдения за галактиками
Темная материя окружает галактики и входит в них. Ее нельзя увидеть, поскольку она не излучает и не отражает электромагнитные волны. Но темная материя взаимодействует с видимой (обычной) материей с помощью силы тяготения.
Как наблюдают темную материю? Метод называется линзированием. Астрономы находят две галактики, которые расположены на одной линии с земным наблюдателем. Свет от более далекой галактики (галактика-источник), проходя мимо более близкой галактики-линзы, искажается гравитацией линзы. По результатам наблюдения можно вычислить, какая доля искажения приходится на видимую материю, а как воздействует на свет темная материя.
Но этот остроумный метод работает только, когда удается найти нужные галактики (на линии взгляда), и свет от далекой галактики все-таки достаточно яркий. Чем дальше галактики, тем они более тусклые. Предел метода наблюдения составлял до сих пор 8-10 миллиардов световых лет. Это очень далеко, но Вселенной больше 13 миллиардов лет, и чем мы ближе к Большому взрыву, тем важнее, что мы увидим. В частности, распределение темной материи, по-видимому, не было постоянным, как ее количество.
Японские астрономы придумали, как увидеть очень далекие галактики. Им помог микроволновой фон — излучение, возникшее скоро после Большого взрыва.
При свете Большого взрыва
Астрономы использовали микроволновой фон, — остаточное излучение Большого взрыва, — как используют более далекую галактику-источник при линзировании. Используя микроволновой фон, наблюдаемый спутником Planck Европейского космического агентства, команда измерила, как темная материя вокруг галактик-линз искажает микроволны.
«Большинство исследователей используют галактики-источники для измерения распределения темной материи от настоящего времени до 8 миллиардов лет назад, — говорит участник исследования Юичи Харикане из Института исследований космических лучей Токийского университета. — Однако мы смогли заглянуть еще дальше в прошлое, потому что мы использовали более далекий микроволновой фон для измерения темной материи. Впервые мы измеряли темную материю, начиная с таких ранних моментов жизни Вселенной».
«Этот результат дает очень последовательную картину эволюции галактик, а также темной материи в галактиках и вокруг них и того, как эта картина меняется со временем», — говорит Нета Бахколл, профессор Принстонского университета.
Астрономы получили данные, которые могут уточнить существующие теории эволюции Вселенной и, судя по первым результатам, многое придется пересмотреть.