Темная материя — любопытная штука! Как следует из названия, она темная, что делает ее изучение крайне сложным. Хотя она невидима, она влияет на звезды в галактике посредством гравитации. Теперь группа астрономов использовала космический телескоп Хаббл для составления карты движения звезд в карликовой галактике Дракон, чтобы обнаружить тонкое гравитационное притяжение окружающего ее гало темной материи. Эта трехмерная карта потребовала изучения почти двух десятилетий архивных данных из галактики Дракон. Они обнаружили, что темная материя скапливается больше в центре, как и предсказывали космологические модели.
Темная материя составляет примерно 27% всей массы и энергии во Вселенной, но взаимодействует только гравитационно, не испуская света. Идея впервые – кхм, появилась для объяснения расхождений в кривых вращения галактик и обнаруживается через ее гравитационное воздействие на видимую материю. Несмотря на обширные исследования, природа темной материи остается неуловимой. Понимание темной материи имеет решающее значение для понимания состава и эволюции Вселенной.
Темную материю часто описывают как невидимый «клей», который удерживает галактики вместе. Хотя галактики в основном состоят из темной материи, понимание ее распределения внутри них дает возможность понять ее природу и значение для эволюции галактики. Компьютерное моделирование предсказывает плотную концентрацию темной материи в ядре галактики, образуя пик плотности. Однако многочисленные наблюдения показали, что темная материя выглядит более равномерно распределенной по галактикам, что противоречит этим моделированиям.
Для изучения темной материи в галактиках ученые могут анализировать движения звезд, на которые в первую очередь влияет гравитационное притяжение темной материи. Один из распространенных методов заключается в использовании эффекта Доплера для измерения скорости объектов в космосе — наблюдение за изменениями длины волны света по мере того, как звезды приближаются к Земле или удаляются от нее. Наряду с движением к нам или от нас звезды также могут двигаться по небу. Это собственное движение в сочетании с измерениями линии визирования позволяет создать движение звезды в 3D.
Астрономы использовали космический телескоп Хаббл НАСА для изучения динамики звезд в карликовой галактике Дракон, расположенной примерно в 250 000 световых лет от Земли. Галактика Дракон была использована, поскольку, будучи карликовой галактикой, она относительно мала и, как полагают, имеет более высокую долю темной материи, чем другие типы галактик.
Были изучены данные наблюдений за 18 лет с 2004 по 2022 год, и они кропотливо составили карту точных трехмерных движений этих звезд, опираясь на обширные архивные данные, собранные Хабблом. Эти усилия дали самое точное на сегодняшний день понимание того, как звезды движутся в этой небольшой галактике. Точное понимание того, как звезды движутся в галактиках, позволяет создавать точные карты темной материи.
Разработанная командой методика применима не только для карликовой галактики Дракон, но и для других галактик. Карликовая галактика Скульптор уже анализируется с использованием той же методики вместе с карликовой галактикой Малая Медведица.
Источник: Хаббл отслеживает темную материю в карликовой галактике, используя движения звезд
