Астрономы «увидели» темную материю, которой 12 миллиардов лет
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.
Еще недавно астрономы не знали, что микроволновой фон, образовавшийся в самом начале Вселенной, можно использовать для наблюдения за галактиками