Обзор неба Dark Energy Survey дает новые сведения о гало темной материи

Темная материя, таинственная форма материи, на которую приходится примерно 80 процентов массы Вселенной, так и не была обнаружена в течение нескольких десятилетий. Хотя она не взаимодействует со светом, ученые верят в ее существование, поскольку она оказывает гравитационное влияние на галактики и скопления галактик.

Темная материя в галактике простирается далеко за пределы области, в которой находятся звезды, формируя так называемое гало темной материи. В то время как звезды в галактике вращаются в форме правильного диска, частицы темной материи, скорее, напоминают рой пчел, движущихся хаотично в произвольных направлениях, что помогает им пребывать в «раздутом» состоянии и не сближаться под действием гравитации.

В предыдущих исследованиях, проведенных группой ученых, возглавляемой Эриком Бакстером (Eric Baxter) было показано, что гало темной материи, окружающие скопления галактик, имеют резко очерченные края, наличие которых связано с эффектом «разбрызгивания» (splashback effect).

«Падая в массивное гало темной материи, аккрецируемая масса материала при прохождении внешнего края гало изменяет направление движения и начинает двигаться по орбите, формируя область с повышенной плотностью материи на границе гало, словно сформированную из «брызг» материи. При этом плотность материи в областях, смежных с граничным слоем, оказывается существенно ниже», - пояснил Бакстер.

Для обнаружения этой области на границе гало темной материи может быть использован метод, основанный на использовании феномена гравитационного линзирования. При гравитационном линзировании свет, идущий от далеких источников, преломляется в результате гравитационного воздействия лежащего на переднем плане массивного объекта, подобно тому, как преломляется свет в обычной оптической линзе, в результате чего происходит искажение изображения далекого объекта при наблюдениях с Земли. Характер этих искажений указывает на распределение массы в объекте-линзе, и их анализ может показать наличие или отсутствие четкой границы у гало темной материи. В новой работе команда Бакстера, проанализировав данные, собранные при помощи обзора неба Dark Energy Survey (DES), показала, что некоторое уплотнение материала на границе гало темной материи имеется, однако команда отмечает, что больше уверенности в наличии такого уплотненного слоя можно будет получить после сбора дополнительных данных при помощи обзора неба DES.

Исследование опубликовано в журнале Astrophysical Journal.