Революційний телескоп NASA досліджуватиме природу темної матерії за допомогою ефекту Ейнштейна

Космічний телескоп NASA Nancy Grace Roman, який розпочне наукові спостереження у 2027 році, використовуватиме гравітаційне лінзування для дослідження темної матерії — однієї з найбільших загадок сучасної фізики. Явище, передбачене Альбертом Ейнштейном, може стати ключем до розгадки природи невидимої матерії.

Гравітаційне лінзування виникає, коли масивні об'єкти, наприклад галактики, викривляють простір-час і спрямовують світло далеких об'єктів. Це призводить до того, що один віддалений об'єкт може бути видимий у кількох місцях одночасно, або його світло значно посилюється. Спотворення показують розподіл невидимої темної матерії у гравітаційній лінзі.

За попередніми оцінками, під час роботи Roman зафіксує близько 160 000 гравітаційних лінз. Приблизно 500 з них будуть ідеальними для досліджень темної матерії. Телескоп обладнаний камерою Wide Field Instrument з роздільною здатністю 300 мегапікселів, яка охоплюватиме у 200 разів ширші ділянки неба порівняно з Hubble і з надзвичайною точністю визначатиме дрібні викривлення світла.

Темна матерія — загадкова форма матерії, яка не взаємодіє зі світлом і не може складатися з частинок на кшталт протонів чи електронів. Вона проявляється лише через гравітацію, зокрема через вплив на рух зірок у галактиках і ефекти лінзування. Вивчаючи викривлення світла далеких об'єктів, астрономи зможуть точніше оцінити склад темної матерії та її розподіл.

Нове дослідження показує, що завдяки Roman астрономи не лише збільшать кількість відомих гравітаційних лінз, а й зможуть знаходити навіть дуже маленькі скупчення темної матерії. Це важливо, оскільки такі дрібні утворення могли формуватися в ранньому Всесвіті та брати участь у формуванні галактик.

Учені сподіваються, що велика кількість якісних знімків і точність вимірювань допоможуть відповісти на головне питання: з яких частинок складається темна матерія і як вона розповсюджується у космосі.