Астрономы создали самую подробную на сегодняшний день карту распределения загадочной тёмной материи во Вселенной, используя данные космического телескопа Джеймса Уэбба. Это международное исследование, опубликованное в журнале Nature Astronomy, с беспрецедентной точностью показывает, как невидимая субстанция формирует видимый космос, влияя на образование галактик, звёзд и планет, включая наш Млечный Путь и Землю. Природа этой субстанции остаётся загадкой: основными гипотетическими кандидатами на её роль считаются WIMPs (слабовзаимодействующие массивные частицы), аксионы, стерильные нейтрино или массивные компактные объекты гало, но ни один из них пока не обнаружен напрямую.
Карта подтверждает ключевую роль тёмной материи в эволюции Вселенной. Учёные полагают, что после Большого взрыва именно тёмная материя первой начала сгущаться под действием гравитации. Её невидимая сила затем притягивала обычную, видимую материю, создавая плотные области, где смогли зародиться первые звёзды и галактики, задав структуру всего космоса, которую мы наблюдаем сегодня.
Без этого раннего гравитационного влияния галактики и звёзды сформировались бы гораздо позже, а необходимые для жизни химические элементы, возможно, никогда не возникли бы. Тёмная материя не испускает и не поглощает свет, проходя сквозь обычное вещество, и её можно обнаружить только по гравитационному эффекту. Новые данные показывают почти идеальное совпадение карт тёмной и обычной материи, что доказывает их неразрывную связь на протяжении всей космической истории.
«Где бы вы ни нашли обычную материю сегодня, рядом обязательно окажется и тёмная материя», — поясняет соавтор исследования профессор Ричард Мэсси из Даремского университета. Он отмечает, что миллиарды частиц тёмной материи ежесекундно проходят через наше тело, не причиняя вреда, но целое её облако вокруг Млечного Пути обладает достаточной гравитацией, чтобы удерживать нашу галактику от распада.
Карта охватывает участок неба в созвездии Секстанта размером в 2,5 полной Луны. Наблюдения в течение 255 часов позволили идентифицировать около 800 000 галактик. Чтобы «увидеть» невидимое, учёные измерили, как масса тёмной материи искривляет пространство и свет от далёких галактик — эффект слабого гравитационного линзирования, подобный прохождению света через искривлённое стекло. Использование инструмента MIRI на телескопе Уэбба позволило получить карту в два раза чётче любой предыдущей.
«Раньше у нас было размытое изображение тёмной материи. Теперь мы видим невидимый каркас Вселенной в потрясающих деталях», — заявила соавтор работы доктор Диана Сконьямильо из Лаборатории реактивного движения NASA. В будущем команда планирует расширить картографирование на всю Вселенную с помощью телескопов «Евклид» и «Нэнси Грейс Роман». Ключевая задача этих миссий — создать трёхмерные карты структуры Вселенной, охватывающие миллиарды галактик, чтобы с высокой точностью изучить распределение тёмной материи через слабое линзирование и понять её фундаментальные свойства, а также природу тёмной энергии, ответственной за ускоренное расширение космоса.
Источник: Scientists just mapped the hidden structure holding the Universe together