Доказательства существования темной материи
Расхождение видимой и гравитационной массы: В скоплении Bullet Cluster видимый газ (розовый на снимках) смещен относительно центра масс, выявленного линзированием (синие области – темная материя).
Космологические модели: Без темной материи невозможно объяснить наблюдаемую структуру Вселенной (например, данные Planck и JWST).
Инструменты изучения
Телескопы Hubble, JWST – визуализация линзированных дуг.
Обзоры DESI, LSST – картографирование распределения темной материи через слабое линзирование.
Гравитационное линзирование остается ключевым методом изучения темной материи, подтверждая её существование и позволяя строить карты её распределения во Вселенной.
Роль темной материи в гравитационном линзировании
Гравитационное линзирование – это искривление света от далеких объектов под действием гравитации массивных структур (галактик, скоплений или темной материи). Темная материя, хотя и невидима, играет ключевую роль в этом процессе, так как её масса создает дополнительное гравитационное поле, усиливающее эффект линзирования.
Гравитационный потенциал: Темная материя, составляя большую часть массы галактик и скоплений, формирует глубокие гравитационные "ямы", которые отклоняют свет.
Распределение массы:
В отличие от обычного вещества, сосредоточенного в галактиках и горячем газе, темная материя распределена более плавно, создавая протяженное гравитационное поле.
Аномальное линзирование: В некоторых случаях (как в скоплении Пуля) линзирование показывает, что основная масса не совпадает с видимыми структурами, что доказывает присутствие темной материи.
Пример: скопление Пуля (1E 0657-56)
Этот объект – результат столкновения двух скоплений галактик. Наблюдения выявили:
Видимая масса: Галактики и горячий газ (обнаруженный по рентгеновскому излучению) составляют лишь часть общей массы.
Линзирование: По искривлению фоновых галактик построена карта гравитационного поля. Оказалось, что основная масса (синие области на картах) смещена относительно газа (розовый), что объясняется темной материей, которая, в отличие от газа, не тормозилась при столкновении.
Методы изучения
Слабое линзирование: Статистический анализ искажений множества фоновых галактик позволяет восстановить распределение массы (включая темную).