Объяснено открытие двух одинаковых галактик в глубоком космосе

Еще в 2013 году, когда две галактики были замечены бок о бок в отдаленных уголках Вселенной и выглядели поразительно похожими, астрономы были сбиты с толку.

Теперь они наконец-то раскрыли тайну этих странных “идентичных объектов“ - и ответ может иметь значение для понимания темной материи .

Объект, который теперь называется “Объект Гамильтона“, был случайно обнаружен астрономом Тимоти Гамильтоном из Университета штата Шони по данным, полученным космическим телескопом Хаббла почти десять лет назад.

Две галактики имели одинаковую форму и имели одинаковые почти параллельные темные полосы, пересекающие галактическую выпуклость - центральную область галактики, где обитает большинство звезд.

“Мы были действительно в тупике“, - сказал Гамильтон. “Моя первая мысль заключалась в том, что, возможно, они взаимодействуют между галактиками с приливно вытянутыми рукавами. Это не совсем подходило, но я не знал, что еще думать“.

Только в 2015 году появился более правдоподобный ответ. Астроном Ричард Гриффитс из Гавайского университета, увидев, как Гамильтон представляет свой объект на встрече, предположил, что виновником может быть редкое явление: гравитационное линзирование.

Это явление возникает исключительно в результате случайного совмещения массивных объектов в космосе. Если массивный объект находится прямо между нами и более удаленным объектом, возникает эффект увеличения из-за гравитационного искривления пространства-времени вокруг более близкого объекта.

Любой свет, который затем проходит через это пространство-время, следует этой кривизне и попадает в наши телескопы размазанным и искаженным в разной степени, но также часто увеличенным и дублированным.

Это имело гораздо больше смысла, чем две идентичные галактики, особенно когда Гриффитс обнаружил еще одну копию галактики (как видно на рисунке ниже).

Однако осталась огромная проблема: что вызывает гравитационную кривизну? Поэтому Гриффитс и его команда приступили к поиску в данных обзора неба объекта, достаточно массивного, чтобы вызвать эффект линзирования.

И они его нашли. Между нами и Объектом Гамильтона скрывается скопление галактик, которое было плохо задокументировано. Обычно эти открытия идут другим путем - сначала идентифицируют скопление, а затем астрономы ищут позади него линзовые галактики.

Работа команды показала, что объект Гамильтона находится на расстоянии около 11 миллиардов световых лет, а работа другой команды показала, что скопление находится на расстоянии около 7 миллиардов световых лет.

Исследователи определили, что сама галактика представляет собой спиральную галактику с перемычкой, обращенной к нам краем, в которой происходит неравномерное звездообразование. Компьютерное моделирование затем помогло определить, что три дублированных изображения могут быть созданы только в том случае, если распределение темной материи будет плавным на малых масштабах.

“Замечательно, что нам нужно всего два зеркальных изображения, чтобы получить масштаб того, насколько комковатой или нет темной материи может быть в этих положениях“, - сказала астроном Дженни Вагнер из Гейдельбергского университета в Германии.

NASA

“Здесь мы не используем никаких моделей линз. Мы просто берем наблюдаемые из нескольких изображений и тот факт, что они могут быть преобразованы друг в друга. Их можно сложить друг в друга с помощью нашего метода. Это уже дает нам представление о насколько гладкой должна быть темная материя в этих двух положениях“.

Два идентичных расположенных бок о бок изображения были созданы, потому что они охватывают “рябь“ в пространстве-времени - область наибольшего увеличения, создаваемую гравитацией нити темной материи. Считается, что такие нити соединяют Вселенную в огромную невидимую космическую паутину, соединяя галактики и скопления галактик и подпитывая их газообразным водородом.

Но мы на самом деле не знаем, что такое темная материя, поэтому любое новое открытие, которое позволяет нам отобразить, где она находится, как она распределяется и как влияет на пространство вокруг себя, - это еще одна капля доказательств, которая в конечном итоге поможет нам разгадать загадку.

“Мы знаем, что это некая форма материи, но понятия не имеем, что такое составляющая частица“, - объяснил Гриффитс.

“Итак, мы вообще не знаем, как он себя ведет. Мы просто знаем, что он имеет массу и подвержен гравитации. Значение ограничений размера на слипание или гладкость состоит в том, что он дает нам некоторые подсказки относительно того, что частица может быть. Чем меньше сгустки темной материи, тем массивнее должны быть частицы“.

Напомним, ранее сообщалось, что была открыта древнейшая галактика.

Источник