Астрономы создали самую подробную на сегодняшний день карту распределения тёмной материи в огромном регионе Вселенной, используя космический телескоп «Джеймс Уэбб» (JWST). Новые наблюдения раскрывают невидимый «каркас», который управляет формированием галактик и крупномасштабной структурой космоса. Этот прорыв основан на наблюдении того, как гравитация тёмной материи искажает пространство вокруг видимой материи.
Невидимая Вселенная раскрыта
Тёмная материя, составляющая примерно 85% всей материи во Вселенной, не взаимодействует со светом, что делает её невидимой для прямого наблюдения. Вместо этого учёные отслеживают её присутствие по тому, как она искривляет свет от далёких галактик — явление, известное как гравитационное линзирование — и как она влияет на движение видимой материи.
Исследование, опубликованное в журнале Nature Astronomy, было сосредоточено на участке неба в созвездии Секстанта. Исследователи посвятили 255 часов времени наблюдений JWST этому региону, идентифицировав почти 800 000 галактик. Это в десять раз больше, чем когда-либо ранее было обнаружено наземными телескопами в той же области, и почти вдвое превышает количество галактик, наблюдаемых «Хабблом». Сопоставляя эти галактики, исследователи смогли проследить лежащее в основе распределение тёмной материи.
От Большого взрыва до формирования галактик
Карта подтверждает, что тёмная материя не распределена равномерно по всей Вселенной. Вместо этого она образует сложную сеть нитей и пустот, где гравитация стягивает материю вместе. В ранней Вселенной тёмная материя начала комковаться первой, создавая гравитационные колодцы, которые позже притягивали обычную материю. Без этих комков тёмной материи Вселенная, вероятно, была бы гораздо более однородной, с гораздо меньшим количеством галактик и звёзд.
«Эта карта предоставляет более убедительные доказательства того, что без тёмной материи у нас, возможно, не было бы элементов в нашей галактике, которые позволили бы жизни появиться», — объясняет соавтор исследования Джейсон Роудс.
Это исследование показывает, что галактики не просто формируются ; они строятся на основе заранее существующего каркаса тёмной материи. Более плотные области тёмной материи притягивали газ и пыль, в конечном итоге вызывая звездообразование и создавая структуры, которые мы видим сегодня.
Последствия для космологии
Беспрецедентное разрешение JWST позволяет учёным проверять космологические модели с большей точностью, чем когда-либо прежде. Будущие исследования с использованием этого подхода уточнят наше понимание свойств тёмной материи и её роли в эволюции Вселенной. Эта подробная карта предлагает уникальный взгляд на невидимые силы, формирующие наш космос, углубляя наши знания о том, как Вселенная стала такой, какая она есть.
