В поисках секретов космоса: создана самая подробная карта загадочной невидимой структуры, поддерживающей Вселенную

МАДРИД. С момента запуска в 2021 году космический телескоп Джеймса Уэбба раскрывает некоторые из самых поразительных тайн Вселенной. Он показал нам гигантские планеты с невероятным разрешением, идентифицировал странные красные объекты, которые являются черными дырами, и представил нам первую фотографию углекислого газа за пределами Солнечной системы. В эти дни к ним добавилось новое достижение: самая подробная карта темной материи, этой загадочной субстанции, которая составляет 85% всей материи космоса, но не излучает свет. Карта, опубликованная в Nature Astronomy, показывает не только массивные скопления галактик, но и тонкие трубки темной материи, которые их соединяют, а также пустые области между ними. Международная команда под руководством Дианы Сконьямильо, исследователя из Лаборатории реактивного движения (JPL) НАСА в Пасадене, использовала наблюдения Джеймса Уэбба над полем Космос, регионом Вселенной, который тщательно изучается на протяжении десятилетий. Карта более чем в два раза превосходит по точности предыдущие карты, созданные с помощью телескопа Хаббл. «Темная материя — это самое распространенное вещество во Вселенной и, как ни парадоксально, самое загадочное. Она составляет примерно 85 % всей существующей материи, но не излучает и не поглощает свет и не взаимодействует с электромагнитным излучением. Поэтому она и является темной: мы не можем увидеть ее напрямую с помощью обычных телескопов. Астрономы могут обнаружить ее только косвенно, через ее гравитационное воздействие на видимую материю — звезды, галактики, газ и пыль — и на свет, путешествующий по Вселенной. Мы знаем, что темная материя образует своего рода невидимую гравитационную опору, которая поддерживает всю структуру космоса: без нее галактики не могли бы формироваться, звезды не удерживались бы на своих орбитах, и Вселенная была бы совершенно другой. Несмотря на десятилетия исследований, ученые до сих пор не знают, что это такое. Детальное картирование ее распределения, которое теперь позволяет сделать Джеймс Уэбб, имеет решающее значение для понимания того, как родилась, развивалась и продолжает трансформироваться Вселенная. Технический подвиг опубликованного исследования является значительным. Команда измерила формы 129 галактик с помощью явления, известного как слабые гравитационные линзы. Когда свет от далеких галактик путешествует к Земле, он проходит через промежуточную темную материю, которая слегка отклоняет его траекторию. Измеряя эти крошечные отклонения, ученые могут составить карту распределения всей материи, как видимой, так и невидимой. «Особенность нашей карты в том, что она обнаруживает структуры на более больших космических расстояниях, чем это было возможно ранее», — объясняет Сконьямильо в интервью этой газете. Джеймс Уэбб показывает формы галактик, более удаленных и тусклых, чем его предшественники, что позволяет этим линзам достигать эпох, когда Вселенной было всего 4 миллиарда лет. «Опубликованная карта восстанавливает 15 уже известных скоплений галактик, которые были обнаружены ранее. Но она открывает новые структуры и открывает окно в молодую Вселенную. В эпоху, известную как «космический полдень» — когда Вселенной было от 3 до 5 миллиардов лет — произошло самое масштабное звездообразование в всей космической истории. Структуры, обнаруженные Джеймсом Уэббом в тот период, во многих случаях представляют собой формирующиеся системы, которые еще не содержат достаточно горячего газа, чтобы светиться вместе с другими системами, например, в рентгеновском диапазоне. Карта также показывает то, что космологи называют «космическим скелетом»: тонкие нити темной материи, соединяющие между собой большие скопления и образующие трехмерную сеть в пространстве. «Эти результаты подтверждают предсказания современной космологической модели (ΛCDM) и предоставляют мощный инструмент для изучения того, как распределение темной материи во Вселенной повлияло на формирование галактик и крупномасштабную структуру космоса», — отмечает Альберто Касас, исследователь из Института теоретической физики (CSIC-UAM) в Мадриде, который не участвовал в исследовании. «Возможно, этот вклад знаменует начало новой эры в области точной космической картографии, которая позволит более эффективно проверить различные теории о природе темной материи, фундаментальной неразгаданной загадке», — добавляет он. «Сконьямильо уже работает над следующим шагом: трехмерными реконструкциями, которые показывают не только, где находятся структуры, но и когда они образовались. «Настоящая революция наступит, когда мы объединим эти карты темной материи с подробными историями звездообразования в Космосе», — подчеркивает он. «Мы сможем установить связь между тем, как темная материя, газ и галактики растут вместе в космический полдень». «Будущие миссии, такие как телескоп NASA Nancy Grace Roman и зонд Европейского космического агентства Euclid, будут применять эти методы к гораздо большим объемам Вселенной, картографируя космическую паутину в беспрецедентных масштабах». © Всемирные права на публикацию на всех языках принадлежат Ediciones EL PAÍS, S.L.U.