Воспользовавшись эффектом сильного гравитационного линзирования, группа астрофизиков из США, Испании и Израиля оценила распределение массы в крупном скоплении галактик.

Гравитационное линзирование связано с искривлением траектории распространения излучения в поле тяжести. Зарегистрировать этот эффект позволяют обычные астрономические наблюдения: просматривая снимки, учёные находят кратные, искажённые и увеличенные изображения галактик и квазаров, расположенных вдоль луча зрения за некоторым массивным объектом.

Этим объектом в обсуждаемом исследовании стало скопление Abell 1689, которое лежит в созвездии Девы на красном смещении z = 0,184 (то есть на расстоянии в 2,2 млрд световых года от нас). Abell 1689, которое считается одной из мощнейших линз, многократно наблюдалось наземными телескопами и «Хабблом».

Мощность эффекта обеспечивает тёмная материя скопления. Неудивительно, что учёные ранее уже создавали карты её распределения в Abell 1689; об одной из таких работ мы рассказывали меньше трёх месяцев назад. Тогда при составлении карты учитывались искажённые изображения 34 фоновых галактик.


Распределение тёмной материи (показана синим) в скоплении Abell 1689, содержащем около тысячи
галактик (иллюстрация НАСА, ESA, D. Coe, N. Benitez, T. Broadhurst, H. Ford).

Сейчас авторы задействовали уже 42 галактики и 135 их изображений. «Наша работа чем-то напоминает собирание пазла, — говорит руководитель группы Дэн Кои (Dan Coe) из Лаборатории реактивного движения. — Необходимо отыскать такой вариант размещения массы в Abell 1689, который даёт правильное расположение фоновых галактик на снимках». Решив эту задачу, астрофизики получили максимально подробную карту распределения массы с различимыми в центральной (размером около 400 кпк) области скопления 25-килопарсековыми структурами.

Результаты работы подтверждают уже имевшиеся данные о том, что в центре Abell 1689 плотность расположения тёмной материи становится очень большой, намного превышая величины, предсказываемые в моделировании. Аналогичные характеристики демонстрируют и некоторые другие скопления. «Возможно, в реальности скопления формировались раньше, чем в моделях, — предполагает г-н Кои. — Чем дальше мы уходим в прошлое, тем выше должна быть плотность размещения тёмной материи во Вселенной».

Скоро астрономы, как ожидается, получат огромный объём новой информации о массивных скоплениях галактик. В ближайшие три года «Хаббл» должен изучить 25 гравитационных линз, выбранных участниками проекта CLASH.


Кратные изображения 42 галактик, линзируемых Abell 1689
(иллюстрация из The Astrophysical Journal).

По материалам: nasa.gov, science.compulenta.ru