Викривлені видіння космічного мікрохвильового фону - самого раннього детектируемого світла - дозволяють астрономам скласти карту загальної кількості видимої і невидимої речовини у всьому Всесвіті.
Приблизно 85 відсотків усієї матерії у Всесвіті - це темна матерія, невидима навіть для наймогутніших телескопів, але виявлена її гравітаційним потягом.
Для того, щоб знайти темну речовину, астрономи шукають ефект, який називається гравітаційним лінзуванням: коли гравітаційне тягнення темної речовини згинається і посилює світло від більш віддаленого об'єкта. У своїй найбільш ексцентричній формі це призводить до безлічі дугоподібних зображень далеких космічних об'єктів.
Але тут є одне застереження: щоб виявити темну речовину, за нею повинен бути предмет. "Зірки" повинні бути вирівняні.
У недавньому дослідженні під керівництвом доктора Джеймса Гіча з Університету Хартфордшира у Сполученому Королівстві астрономи замість цього поглянули на космічний мікрохвильовий фон (CMB).
"CMB - це найвіддаленіший / найдавніший світ, який ми можемо побачити", - сказав доктор Геч для Space Magazine. "Це можна розглядати як поверхню, що підсвічує весь Всесвіт".
Фотони з КМБ прямують до Землі, оскільки Всесвіту було лише 380 000 років. Один фотон мав шанс наткнутися на велику кількість речовини, ефективно досліджуючи всю матерію у Всесвіті по лінії її зору.
"Таким чином, наш погляд на СМВ дещо спотворений від того, що він по суті виглядає - трохи схожий на перегляд візерунка на дні басейну", - сказав доктор Гіч.
Зауваживши невеликі спотворення в CMB, ми можемо дослідити всю темну речовину по всьому Всесвіту. Але зробити це лише надзвичайно складно.
Команда спостерігала за південним небом за допомогою телескопа "Південний полюс", 10-метрового телескопа, призначеного для спостережень у мікрохвильовій печі. Це велике, новаторське дослідження створило карту CMB південного неба, яка відповідала попереднім даним CMB із супутника Планка.
Характерні ознаки гравітаційного лінзування втручається речовини не можуть бути вилучені оком. Астрономи покладалися на використання добре розробленої математичної процедури. Ми не будемо вникати в бридкі деталі.
Це дало «карту загальної прогнозованої щільності маси між нами та СМВ. Це дуже неймовірно, якщо ви подумаєте про це - це спостережна техніка для відображення всієї маси у Всесвіті, прямо до CMB ", - пояснив доктор Геч.
Але команда не закінчила аналіз. Натомість вони продовжували вимірювати лінзи CMB у положеннях квазарів - потужних надмасивних чорних дір у центрах найбільш ранніх галактик.
"Ми виявили, що регіони неба з великою щільністю квазарів мають явно сильніший лінзуючий сигнал CMB, що означає, що квазари дійсно розташовані у масштабних матеріальних структурах", - доктор Райан Хікокс з Дартмутського коледжу - другий автор дослідження - розповів Space Magazine.
Нарешті, карта CMB була використана для визначення маси цих ореолів темної речовини. Ці результати відповідали тим, які були визначені в попередніх дослідженнях, де було розглянуто, як квазари згуртовуються в просторі, і зовсім не мають посилання на CMB.
Послідовні результати між двома незалежними вимірюваннями є потужним науковим інструментом. За словами доктора Хікокса, це показує, що «ми добре розуміємо, як надмасивні чорні діри існують у масштабних структурах, і що (вкотре) Ейнштейн мав рацію».
Документ прийнято для публікації в «Листах астрофізичного журналу» та доступний для завантаження тут.
