Вперше виявили згусток темної матерії за 7 млрд років

Астрономи виявили найменший із відомих масивних об’єктів на космологічній відстані — загадковий згусток темної матерії, який спотворює світло далекої галактики, незважаючи на свою невидимість.

За допомогою мережі потужних радіотелескопів дослідники вивчили гравітаційну лінзу JVAS B1938+666 — систему, де світло від далекої радіогалактики (на відстані понад 10 мільярдів світлових років) проходить через іншу, ближчу галактику. Саме викривлення цього світла дозволило “побачити те, чого не видно”.

“З першого ж зображення ми одразу помітили звуження гравітаційної дуги, — каже Джон Маккін. — Це могло спричинити лише ще одне невидиме згущення маси”. У структурі дуги команда виявила тонку “ямку” — деформацію, яку неможливо пояснити лише гравітацією від відомих об’єктів. Причина — незареєстроване скупчення маси, яке не випромінює жодного світла в оптичному, інфрачервоному чи радіодіапазонах.

Згусток має масу приблизно в мільйон разів більшу за масу Сонця, і це робить його найменшим об’єктом такого типу, виявленим на відстані понад 7 мільярдів світлових років. “Це найменший з відомих нам об’єктів з найменшою масою, який можна виявити за допомогою гравітації на таких відстанях”, — підкреслює Девон Пауелл з Інституту Макса Планка.

Дослідники вважають, що цей згусток може бути або карликовою галактикою з надзвичайно низькою світністю, або концентрацією темної матерії, яка взагалі не взаємодіє зі світлом. Обидва варіанти узгоджуються з теорією холодної темної матерії (CDM), згідно з якою матерія у Всесвіті має грудкувату структуру, включаючи безсвітлові масивні об’єкти.

Пауелл зазначає: “Ми очікували знайти щонайменше один такий об’єкт. Тепер завдання — з’ясувати, скільки їх насправді і чи відповідає це нашим космологічним моделям”. Йдеться про перевірку структури темної матерії на малих масштабах — саме тут теорії починають розходитися з реальністю.

Спостереження було здійснено завдяки техніці наддовгобазової інтерферометрії (VLBI), яка дозволяє досягати надзвичайно високої роздільної здатності, необхідної для виявлення настільки тонких викривлень.

Це відкриття не лише підтверджує можливість картографувати темну матерію з безпрецедентною точністю, а й відкриває шлях до виявлення безсвітлових галактик та мікроструктур Всесвіту, що раніше вважалися недоступними. Як підсумовує Пауелл: “Ми демонструємо спостережну можливість досліджувати режим мільйонних мас Сонця далеко за межами нашого локального Всесвіту”.

Таким чином, гравітаційні лінзи стають не лише “телескопами часу”, а й потужним інструментом у полюванні на темну матерію, наближаючи нас до розгадки однієї з найтаємничіших складових космосу.