Меню

Наблюдаемое количество гравитационных линз на порядок превысило прогноз астрономов

Физики оценили число маломасштабных событий гравитационного линзирования в галактических скоплениях на основе наблюдений, а затем сравнили его с результатом компьютерных симуляций. Оказалось, что моделирование прогнозирует на порядок меньшее количество таких объектов — результат может ставить под сомнения общепринятые представления о свойствах темной материи или говорить об упущенных систематических ошибках в симуляциях. Статья опубликована в журнале Science.

В соответствии с Общей теорией относительности — наиболее успешной (в смысле описания экспериментальных данных) на сегодняшний день теорией гравитации — присутствие массивного объекта искажает пространство-время в его окрестностях. Благодаря этому достаточно тяжелые тела (в частности, галактики и их скопления), которые оказались на пути распространения электромагнитного излучения, способны заметно изменять его направление, изгибая лучи вокруг себя. Такой эффект принято называть сильным гравитационным линзированием, а сами тела — гравитационными линзами.

Гравитационная линза

Наблюдатель, для которого источник света загораживает гравитационная линза, в общем случае будет наблюдать его размноженные искривленные изображения — их форма, количество и положение будут определяться не только положением фонового источника относительно линзы и наблюдателя, но и распределением массы в самой линзе. Благодаря этому события гравитационного линзирования помогают ученым в обнаружении и исследовании массивных структур — в том числе, образований из недоступной для прямого наблюдения в электромагнитном излучении темной материи.
Физики из Дании, Италии, Нидерландов и США под руководством Массимо Менегетти (Massimo Meneghetti) из Национального института астрофизики Италии рассмотрели один из возможных видов сильного гравитационного линзирования — случаи, когда в роли фонового источника и линзы выступают удаленные галактики, причем галактика-линза входит в состав скопления галактик — то есть представляет собой маломасштабную линзу (с разделением частей изображения порядка угловых секунд) на фоне гораздо более крупной (с разделением в десятки угловых секунд).

К вопросу о гравитационной линзе

Ученые обратились к наблюдениям 11 галактических скоплений в диапазоне красных смещений 0,234–0,587, изображения которых в 2010–2016 годах получал космический телескоп «Хаббл» в ходе программ CLASH (Cluster Lensing and Supernova Survey with Hubble) и HFF (Hubble Frontier Fields). Кроме того, исследователи использовали данные спектроскопии наземного комплекса VLT (Very Large Telescope) — это позволило детальнее установить распределение массы внутри скопления (на основе характера движения звезд).

На основе этого набора данных физики вычисляли, какую долю суммарная угловая площадь маломасштабных гравитационных линз составляет от полной угловой площади характерного региона, внутри которого фоновые источники подвергаются сильному линзированию.

Добавил:Alter Science Дата:2020-09-11 Раздел:Новости