Изкривени визии на космическия микровълнов фон - най-ранната детектируема светлина - позволяват на астрономите да картографират общото количество видима и невидима материя в цялата Вселена.
Приблизително 85 процента от цялата материя във Вселената е тъмна материя, невидима дори за най-мощните телескопи, но откриваема чрез гравитационното си дърпане.
За да намерят тъмна материя, астрономите търсят ефект, наречен гравитационно лещиране: когато гравитационното дърпане на тъмна материя се огъва и усилва светлината от по-отдалечен обект. В най-ексцентричната си форма тя води до множество дъгообразни изображения на отдалечени космически обекти.
Но тук има едно предупреждение: за да се открие тъмна материя, трябва да има предмет непосредствено зад нея. „Звездите“ трябва да бъдат подравнени.
В скорошно проучване, ръководено от д-р Джеймс Гич от Университета в Хартфордшир в Обединеното кралство, астрономите са насочили поглед върху космическия микровълнов фон (CMB).
„CMB е най-далечната / най-старата светлина, която можем да видим“, казва д-р Геч пред Space Magazine. „Може да се мисли за повърхност, осветяваща цялата вселена.“
Фотоните от CMB се хвърлят към Земята, тъй като Вселената е била само на 380 000 години. Един единствен фотон е имал шанса да навлезе в изобилие от материя, като ефективно е изследвал цялата материя във Вселената по нейната линия на зрение.
„Така че нашето виждане за CMB е малко изкривено от това, което вътрешно изглежда - малко като поглед върху модела на дъното на плувен басейн“, каза д-р Геч.
Забелязвайки малките изкривявания в CMB, можем да проучим цялата тъмна материя в цялата Вселена. Но правенето само на това е изключително предизвикателно.
Екипът наблюдава южното небе с южния полюс телескоп, 10 метров телескоп, предназначен за наблюдения в микровълновата. Това голямо, революционно проучване даде CMB карта на южното небе, която беше в съответствие с предишните данни на CMB от спътника на Планк.
Характерните сигнатури на гравитационните лещи чрез намеса на материя не могат да бъдат извлечени от очите. Астрономите разчитаха на използването на добре разработена математическа процедура. Няма да навлизаме в гадните подробности.
Това даде „карта на общата прогнозна плътност на масата между нас и CMB. Това е доста невероятно, ако се замислите - това е наблюдателна техника за картографиране на цялата маса във Вселената, обратно към CMB “, обясни д-р Геч.
Но екипът не завърши анализа си там. Вместо това те продължиха да измерват CMB обектива в позициите на квазари - мощни свръхмасивни черни дупки в центровете на най-ранните галактики.
„Установихме, че небесните райони с голяма плътност на квазарите имат явно по-силен CMB лещинг сигнал, което означава, че квазарите наистина са разположени в мащабни материални структури“, д-р Райън Хикокс от Дартмутския колеж - втори автор на изследването - каза пред сп. Space Magazine.
Накрая, CMB картата беше използвана за определяне на масата на тези ореоли от тъмна материя. Тези резултати съвпадат с тези, определени в по-старите проучвания, които разглеждат как квазарите се струпват заедно в космоса, без изобщо да се споменава CMB.
Последователните резултати между две независими измервания са мощен научен инструмент. Според д-р Хикокс, това показва, че „ние разбираме ясно как супермасивните черни дупки се намират в мащабни структури и че (за пореден път) Айнщайн е бил прав.“
Документът е приет за публикуване в Astrophysical Journal Letters и е достъпен за изтегляне тук.
