|
Составили карту распределения темной материи
|
|
|
|
Космический телескоп НАСА имени Джеймса Уэбба недавно сфокусировался на скоплении Bullet, получив высокодетализированные изображения, которые показывают большее количество чрезвычайно слабых и удаленных галактик, чем когда—либо прежде. Используя четкие наблюдения Уэбба в ближнем инфракрасном диапазоне за этой областью, исследователи смогли более полно отобразить содержимое сталкивающихся скоплений галактик.
|
|
|
|
"Благодаря наблюдениям Уэбба, мы тщательно измерили массу скопления Bullet, используя самый большой на сегодняшний день набор данных о линзировании, от ядер скоплений галактик до их окраин", - сказал Санджун Ча, аспирант Университета Енсей в Сеуле, Южная Корея, и ведущий автор исследования. статья опубликована в журнале Astrophysical Journal Letters. (Предыдущие исследования скопления Пуль с помощью других телескопов основывались на значительно меньшем количестве данных о линзировании, что позволило получить менее точные оценки массы системы.)
|
|
|
|
"Снимки, сделанные Уэббом, значительно улучшают то, что мы можем измерить на этой сцене, включая точное определение положения невидимых частиц, известных как темная материя", — сказал Кайл Финнер, соавтор и ассистент научного сотрудника IPAC в Калифорнийском технологическом институте в Пасадене, Калифорния.
|
|
|
|
|
|
|
Составление карты темной материи
|
|
|
|
Все галактики состоят из звезд, газа, пыли и темной материи, которые связаны друг с другом гравитацией. Скопление Пуля состоит из двух очень массивных скоплений галактик, известных как скопления галактик, которые сами связаны гравитацией.
|
|
|
|
Эти скопления галактик действуют как гравитационные линзы, усиливающие излучение фоновых галактик. "Гравитационное линзирование позволяет нам сделать вывод о распределении темной материи", - сказал Джеймс Джи, соавтор исследования, профессор Университета Йонсей и научный сотрудник Калифорнийского университета в Дэвисе.
|
|
|
|
Чтобы наглядно представить гравитационное линзирование и темную материю, представьте себе пруд, наполненный чистой водой и галькой. "Вы не сможете увидеть воду, если не будет ветра, который вызывает рябь", - объяснил Джи. "Эта рябь искажает форму гальки внизу, заставляя воду действовать как линза". То же самое происходит в космосе, но вода - это темная материя, а галька - фоновые галактики.
|
|
|
|
В общей сложности команда ученых измерила тысячи галактик на снимках Уэбба, чтобы точно "взвесить" как видимую, так и невидимую массу в этих скоплениях галактик. Они также тщательно составили карту и измерили общий свет, излучаемый звездами, которые больше не связаны с отдельными галактиками, — известными как звезды внутри скопления.
|
|
|
|
Пересмотренная карта скопления Пуль показана на новом изображении: поверх изображения, полученного с камеры Webb's NIRCam (камера ближнего инфракрасного диапазона), наложены данные рентгеновской обсерватории НАСА "Чандра", которые показывают горячий газ в розовом цвете, включая форму пули справа. Уточненные измерения темной материи, рассчитанные командой на основе наблюдений Уэбба, представлены синим цветом. Выделенные скопления галактик находятся внутри пунктирных кружков.
|
|
|
|
Их выводы убедительны: "Мы подтвердили, что внутрикластерный свет может быть надежным индикатором темной материи даже в такой высокодинамичной среде, как скопление Пули", - сказал Ча. Если эти звезды связаны не с галактиками, а с темной материей скопления, возможно, станет легче определить более подробную информацию о невидимой материи.
|
|
|
|
В целом, новые измерения исследователей значительно уточняют то, что мы знаем о распределении массы по всему скоплению Bullet. Скопление галактик слева имеет асимметричную вытянутую область массы вдоль левого края синей области, что указывает на предыдущие слияния в этом скоплении.
|
|
|
|
Темная материя не излучает, не отражает и не поглощает свет, и выводы команды указывают на то, что темная материя не проявляет признаков существенного самовзаимодействия. Если бы темная материя действительно взаимодействовала сама с собой в наблюдениях Уэбба, команда увидела бы смещение между галактиками и их соответствующей темной материей.
|
|
|
|
"Когда скопления галактик сталкивались, их газ вытягивался и оставался позади, что подтверждают рентгеновские снимки", - сказал Финнер. Наблюдения Уэбба показывают, что темная материя по—прежнему находится на одной линии с галактиками, а не была утащена прочь.
|
|
|
|
Хотя более ранние измерения с помощью других телескопов также выявили невидимую массу в дополнение к массе галактик, все же было возможно, что темная материя может в какой-то степени взаимодействовать сама с собой. Эти новые наблюдения накладывают более строгие ограничения на поведение частиц темной материи.
|
|
|
|
"Воспроизведение" столкновения
|
|
|
|
Обнаруженные командой странные новые скопления и вытянутая линия массы могут означать, что скопление "Пуля" образовалось в результате более чем одного столкновения скоплений галактик миллиарды лет назад.
|
|
|
|
Более крупное скопление, которое сейчас находится слева, могло пострадать от небольшого столкновения, прежде чем протаранить скопление галактик, которое сейчас находится справа. То же самое более крупное скопление, возможно, также подверглось сильному взаимодействию после этого, что вызвало дополнительную встряску его содержимого. "Более сложный сценарий привел бы к огромному асимметричному удлинению, как мы видим слева", - сказал Джи.
|
|
Голова "Гиганта"
|
|
|
|
Скопление осколков огромно даже в бескрайнем космосе. Камера Webb NIRCam запечатлела значительную часть огромных обломков, но не все. "Это все равно, что смотреть на голову гиганта", - сказал Джи. "Первоначальные снимки Уэбба позволяют нам экстраполировать вес всего "гиганта", но для точных измерений нам понадобятся будущие наблюдения за всем "телом" гиганта".
|
|
|
|
В ближайшем будущем исследователи также получат обширные изображения в ближнем инфракрасном диапазоне с помощью космического телескопа НАСА "Нэнси Грейс Роман", запуск которого запланирован на май 2027 года. "С помощью Roman мы получим полные оценки массы всего скопления Bullet, что позволит нам воссоздать фактическое столкновение на компьютерах", - сказал Финнер.
|
|
|
|
Скопление Bullet находится в созвездии Киля на расстоянии 3,8 миллиарда световых лет от Земли.
|
|
|
|
Источник
|
