Как изучать невидимое? Это сложная задача, но астрономы добились успеха: они нашли способы исследования темной материи и темной энергии, на сегодняшний день двух самых загадочных субстанций в космосе.
Темная материя небарионной природы перемешана с обычной материей, но не испускает и не поглощает никакого света, так что ее невозможно увидеть. Темная энергия является еще более загадочной, но она проявляется как гравитационной отталкивание, т.е., ускоряет расширение Вселенной. Обе загадки можно изучать по их гравитационному воздействию на обычную светящуюся материю.
Как проявляется это гравитационное воздействие? Если между нами и удаленной галактикой расположена еще одна или просто область с повышенной плотностью темной материи, то фотоны, проходя мимо такой области, отклоняются от своего пути. Когда они доходят до наблюдателя, то вместо привычного изображения создают причудливые формы или несколько изображения одной и той же галактики. Мы видим галактику как через волнистое стекло или в кривое зеркало. Ученые используют эти естественные линзы, чтобы составить карты распределения темной материи, невидимой материи, заполняющей космос.
Изображенные на нижней панели рисунка галактики искажены сильным гравитационным линзированием. Деформированные изображения были смоделированы по оригинальным изображениям галактик, полученных с помощью космического телескопа Хаббла. Случай E соответствует случаю, когда далекая галактика и галактика-линза лежат на одной прямой. В честь Альберта Эйнштейна такое изображение носит название "кольцо Эйнштейна".
Линзированное изображение – неполное голубое кольцо – было открыто в 2007 году по данным Слоановского цифрового обзора неба(SDSS)
Эта искаженное изображение далекой галактики, красное смещение которой 2.4, т.е. мы видим ее в момент времени, отстоящий от Большого Взрыва на всего на 3 миллиарда лет. Красное изображение в центре – галактика-линза.
В реальности большинство линз гораздо слабее. Эффекты слабого гравитационного линзирования очень тонкие и требуют большой работы. Ученые предложили конкурс под названием GREAT3, цель которого – изучение модельных случаев и разработка новых методов оценки вклада эффектов гравитационного линзирования.
Ответы на вопросы викторины: А соответствует F, B соответствует D и C соответствует E.
По материалам NASA
Подготовила и перевела Елена Алексеева.