Изображение далекой галактики HerS-3, полученное с помощью радиотелескопов Northern Extended Millimeter Array (NEMA) во Франции, показало редкое явление, известное как «Крест Эйнштейна». Этот эффект возникает, когда свет от очень далекого объекта, такого как галактика или квазар, изгибается гравитацией массивного объекта, расположенного на переднем плане. С точки зрения наблюдателя на Земле свет от одного фонового источника разделяется на четыре отдельные точки.
Однако изображение HerS-3 содержало аномалию: помимо классических четырех точек света, в самом его центре сияла пятая. Это наблюдение противоречило стандартной модели гравитационного линзирования, согласно которой свет должен огибать центральную массу, а не проходить сквозь нее. Неожиданный пятый компонент поставил астрономов в тупик.
Первоначальная реакция научной группы была шоком и сомнением в исправности оборудования. Пьер Кокс, астроном из Национального центра научных исследований Франции, описал момент открытия так: «Мы подумали: «Что за чертовщина?»». Первой гипотезой команды было то, что «это была проблема с прибором».
Для проверки данных ученые применили компьютерное моделирование. Анализ подтвердил, что все пять точек света исходят от одного и того же удаленного источника — галактики HerS-3. Это исключило вероятность того, что центральная точка была светом от другого, не связанного с HerS-3 объекта, который случайно оказался на линии обзора.
Чтобы окончательно исключить ошибку инструмента NEMA, исследователи сверили свое изображение с данными, полученными с помощью другой обсерватории — Большой миллиметровой/субмиллиметровой решетки (ALMA) в Чили. Данные ALMA подтвердили реальность пятой точки света, доказав, что это не сбой оборудования, а подлинное астрофизическое явление.
После исключения технических ошибок и случайных совпадений исследователи обратились к основной гипотезе. Они запустили компьютерную симуляцию, в которой перед галактикой HerS-3 был помещен массивный сгусток темной материи. Результаты этого моделирования в точности совпали с пятиточечным изображением, полученным телескопами.
Объяснение феномена заключается в свойствах темной материи. Будучи невидимой, поскольку она не поглощает, не отражает и не излучает свет, темная материя обладает гравитацией. Достаточно массивное гало из темной материи способно искривить свет от галактики HerS-3, создав четыре изображения креста. При этом, оставаясь прозрачным, оно позволяет центральному лучу света пройти сквозь себя, формируя пятую точку.
Это открытие, опубликованное 16 сентября в журнале The Astrophysical Journal, открывает новое окно для изучения темной материи и ее гравитационных эффектов. Аномальное изображение HerS-3 предоставляет уникальную природную лабораторию для прямого наблюдения за влиянием невидимой субстанции.
«Мы можем изучать как далекую галактику, так и невидимую материю, которая изгибает ее свет», — отметил Пьер Кокс. Соавтором исследования выступил Чарльз Китон, астроном из Ратгерского университета.
В будущем команда планирует использовать дальнейшие наблюдения этой системы для тестирования и уточнения своих вычислительных моделей темной материи, превращая первоначальную загадку в мощный инструмент для исследования одной из величайших тайн Вселенной.
Изображение носит иллюстративный характер
Однако изображение HerS-3 содержало аномалию: помимо классических четырех точек света, в самом его центре сияла пятая. Это наблюдение противоречило стандартной модели гравитационного линзирования, согласно которой свет должен огибать центральную массу, а не проходить сквозь нее. Неожиданный пятый компонент поставил астрономов в тупик.
Первоначальная реакция научной группы была шоком и сомнением в исправности оборудования. Пьер Кокс, астроном из Национального центра научных исследований Франции, описал момент открытия так: «Мы подумали: «Что за чертовщина?»». Первой гипотезой команды было то, что «это была проблема с прибором».
Для проверки данных ученые применили компьютерное моделирование. Анализ подтвердил, что все пять точек света исходят от одного и того же удаленного источника — галактики HerS-3. Это исключило вероятность того, что центральная точка была светом от другого, не связанного с HerS-3 объекта, который случайно оказался на линии обзора.
Чтобы окончательно исключить ошибку инструмента NEMA, исследователи сверили свое изображение с данными, полученными с помощью другой обсерватории — Большой миллиметровой/субмиллиметровой решетки (ALMA) в Чили. Данные ALMA подтвердили реальность пятой точки света, доказав, что это не сбой оборудования, а подлинное астрофизическое явление.
После исключения технических ошибок и случайных совпадений исследователи обратились к основной гипотезе. Они запустили компьютерную симуляцию, в которой перед галактикой HerS-3 был помещен массивный сгусток темной материи. Результаты этого моделирования в точности совпали с пятиточечным изображением, полученным телескопами.
Объяснение феномена заключается в свойствах темной материи. Будучи невидимой, поскольку она не поглощает, не отражает и не излучает свет, темная материя обладает гравитацией. Достаточно массивное гало из темной материи способно искривить свет от галактики HerS-3, создав четыре изображения креста. При этом, оставаясь прозрачным, оно позволяет центральному лучу света пройти сквозь себя, формируя пятую точку.
Это открытие, опубликованное 16 сентября в журнале The Astrophysical Journal, открывает новое окно для изучения темной материи и ее гравитационных эффектов. Аномальное изображение HerS-3 предоставляет уникальную природную лабораторию для прямого наблюдения за влиянием невидимой субстанции.
«Мы можем изучать как далекую галактику, так и невидимую материю, которая изгибает ее свет», — отметил Пьер Кокс. Соавтором исследования выступил Чарльз Китон, астроном из Ратгерского университета.
В будущем команда планирует использовать дальнейшие наблюдения этой системы для тестирования и уточнения своих вычислительных моделей темной материи, превращая первоначальную загадку в мощный инструмент для исследования одной из величайших тайн Вселенной.
