Астрономи простежили, як темна матерія формувала структуру Всесвіту мільярди років тому

Дослідники з університету Ратґерса представили нові докази того, як формуються й розвиваються галактики, використавши підказки, приховані у «каркасі» Всесвіту, створеному темною матерією. Робота опублікована в Astro­phys­i­cal Jour­nal Let­ters і базується на найбільшій колекції галактик-«випромінювачів Лайман-альфа» (Lyman-alpha emit­ters), яку коли-небудь аналізували.

Вчені простежили, як ці далекі зоряні системи групувалися протягом мільярдів років, і завдяки цьому отримали уявлення про взаємозв’язок галактик із темною матерією та про зміни, які відбувалися у міру старіння Всесвіту. Як пояснив професор фізики та астрономії Ерік Ґавізер, «масиви темної матерії, які ми виявили, узгоджуються з ідеєю, що Lyman-alpha галактики еволюціонували у сучасні системи на кшталт нашого Чумацького Шляху».

Дослідження спиралося на дані огляду ODIN (One-hun­dred-square-degree DECam Imag­ing in Nar­row­bands), що охоплює понад 100 тис. таких галактик. Команда аналізувала три часові зрізи космосу — через 2,8, 2,1 та 1,4 млрд років після Великого вибуху. Молоді галактики у цей період активно утворювали зорі й випромінювали характерне світло водню, що дозволяло легко їх виявляти у віддаленому Всесвіті.

За словами керівниці дослідження, аспірантки Дані Еррери, метою було «знайти темну матерію, чия гравітація змушує галактики зливатися та рости». Використовуючи метод «кластеризації», науковці показали, де концентрація темної матерії була найбільшою. Вони порівняли цю картину з контурними картами, подібними до топографічних, отримавши своєрідні «відбитки пальців» невидимої субстанції.

Цікаво, що лише від 3% до 7% щільних областей темної матерії виявилися «господарями» Lyman-alpha галактик. Це означає, що такі системи спостерігаються у короткій фазі життя — вони світяться у Лайман-альфа лише десятки чи сотні мільйонів років. Отримані дані допоможуть точніше змоделювати еволюцію великомасштабної структури Всесвіту, а подальші етапи огляду ODIN дозволять скласти ще повнішу «карту» космічної павутини.