eso1642ru — Научный релиз

Темная материя, возможно, распределена более однородно, чем считалось

Тщательное исследование большой области неба на VST дало интересный результат

7 декабря 2016 г.

Анализ нового крупномасштабного обозрения галактик, выполненного на обзорном телескопе ESO VLT в Чили, показывает, что темная материя, возможно, является менее плотной и более однородно распределенной в пространстве, чес ранее думали. Международная группа исследователей по данным обозрения KiDS (The Kilo Degree Survey) проанализировала на крупномасштабной шкале космических расстояний влияние гравитации на излучение примерно 15 миллионов удаленных галактик и получила результат, расходящийся с более ранними оценками космической миссии «Планк».

Хендрик Гильдебрандт (Hendrik Hildebrandt) из Argelander-Institut für Astronomie в Бонне (Германия) и Массимо Виола (Massimo Viola) из Лейденской обсерватории в Нидерландах возглавляют группу астрономов [1] из различных институтов мира, которая занимается обработкой изображений обозрения KiDS. Обозрение Kilo Degree Survey – «Обзор Тысячи Квадратных Градусов» -- выполнено с телескопом ESO VST (VLT Survey Telescope) в Чили. Для своего исследования астрономы использовали изображения, покрывающие пять участков неба общей площадью примерно в 2200 раз большей, чем занимает на небе полная Луна [2], и содержащие примерно 15 миллионов галактик.

Исключительно высокое качество изображений, получаемых на Паранале с телескопом VST и использование новейших компьютерных программ обработки позволило исследователям выполнить одно из самых точных в истории измерений эффекта «космического сдвига» (cosmic shear). Это не что иное, как разновидность слабого гравитационного линзирования, при котором траектория света, излучаемого далекими галактиками, немного искривляется гравитационным полем огромных скоплений вещества, таких, как например, скопления галактик.

Особенность космического сдвига в том, что его вызывают не скопления галактик, а крупномасштабные структуры Вселенной. При этом величина эффекта гораздо меньше. Такие широкие по площади и глубокие по проницающей силе обозрения, как KiDS, и нужны для того, чтобы можно было измерить крайне слабый эффект космического сдвига и использовать его для построения распределения гравитирующего вещества во Вселенной. В описываемой работе площадь небесной сферы, на которой картографировался космический сдвиг, больше, чем в каком-либо другом исследовании, выполненном этим методом.

Результат анализа оказался неожиданным: он разошелся с измерениями, выполненными с борта космического аппарата Европейского Космического Агентства «Планк», запущенного для изучения фундаментальных свойств Вселенной. В частности, измеренная группой KiDS неоднородность распределения вещества во Вселенной — один из ключевых космологических параметров — оказалась значительно меньше, чем определенная по данным «Планка» [3].

Вот что говорит Массимо Виола: “Наши измерения показывают, что темная материя в космической паутине, материя, которая составляет примерно четверть всего состава Вселенной, менее склонна к образованию конденсаций, менее «клочковата», чем мы до сих пор считали”.

Темная материя по-прежнему ускользает от непосредственного наблюдения: ее присутствие видно только по ее гравитационному воздействию на другие виды вещества во Вселенной. И такие работы сейчас являются наилучшим способом определения формы, масштабов и распределения этой невидимой субстанции.

Неожиданные результаты работы имеют значение и для нашего понимания свойств Вселенной, истории ее развития в течение почти 14 миллиардов лет ее существования. Видимое расхождение с данными миссии «Планк» показывает, что, возможно, астрономам теперь придется пересмотреть свое понимание некоторых фундаментальных аспектов эволюции Вселенной.

Об этом говорит Хендрик Гильдебрандт: “Наши результаты помогут улучшить теоретические модели развития Вселенной от момента ее образования вплоть до сегодняшнего дня”.

Выполненный группой KiDS анализ данных, полученных с телескопом VST, – большой шаг вперед, но мы ожидаем еще большего от телескопов будущего, которые дадут возможность делать более глубокие и широкие обозрения неба.

Ведущий соавтор исследования Кэтрин Хейманс из Эдинбургского университета в Великобритании добавляет: “Уяснение того, что произошло во Вселенной с момента Большого Взрыва – труднейшая и интереснейшая задача. Но, продолжая изучать удаленную Вселенную, мы можем надеяться построить картину эволюции Вселенной до наших дней.”

Итак, на сегодняшний день обнаружено интригующее расхождение с космологической картиной «Планка». Повторить эти измерения и таким образом лучше понять, как на самом деле устроена Вселенная, помогут нам будущие космические миссии, такие, как спутник «Евклид» и Большой Синоптический Обзорный Телескоп (Large Synoptic Survey Telescope)”, -- заключает Конрад Кюйкен (Konrad Kuijken) из Лейденской обсерватории в Нидерландах, научный руководитель обозрения KiDS.

Примечания

[1] В международную группу исследователей KiDS team входят специалисты из Германии, Нидерландов, Великобритании, Австралии, Италии, Мальты и Канады.

[2] Это соответствует примерно 450 квадратным градусам – немного более 1% всей площади неба.

[3] Измеряемый параметр называется S8. Он представляет собой комбинацию пространственного масштаба флюктуаций плотности и средней плотности некоторого участка Вселенной. Большие флюктуации в областях Вселенной с малой плотностью дают тот же эффект, что и флуктуации меньшей амплитуды в более плотных областях, и различие между этими случаями невозможно установить наблюдениями слабого линзирования. Индекс 8 указывает на принятый в таких исследованиях размер ячейки пространства в 8 мегапарсек.

Узнать больше

Результаты исследования представлены в статье “KiDS-450: Cosmological parameter constraints from tomographic weak gravitational lensing”, H. Hildebrandt и др., которая публикуется в журнале Monthly Notices of the Royal Astronomical Society.

Состав исследовательской группы: H. Hildebrandt (Argelander-Institut für Astronomie, Bonn, Germany), M. Viola (Leiden Observatory, Leiden University, Leiden, the Netherlands), C. Heymans (Institute for Astronomy, University of Edinburgh, Edinburgh, UK), S. Joudaki (Centre for Astrophysics & Supercomputing, Swinburne University of Technology, Hawthorn, Australia), K. Kuijken (Leiden Observatory, Leiden University, Leiden, the Netherlands), C. Blake (Centre for Astrophysics & Supercomputing, Swinburne University of Technology, Hawthorn, Australia), T. Erben (Argelander-Institut für Astronomie, Bonn, Germany), B. Joachimi (University College London, London, UK), D Klaes (Argelander-Institut für Astronomie, Bonn, Germany), L. Miller (Department of Physics, University of Oxford, Oxford, UK), C.B. Morrison (Argelander-Institut für Astronomie, Bonn, Germany), R. Nakajima (Argelander-Institut für Astronomie, Bonn, Germany), G. Verdoes Kleijn (Kapteyn Astronomical Institute, University of Groningen, Groningen, the Netherlands), A. Amon (Institute for Astronomy, University of Edinburgh, Edinburgh, UK), A. Choi (Institute for Astronomy, University of Edinburgh, Edinburgh, UK), G. Covone (Department of Physics, University of Napoli Federico II, Napoli, Italy), J.T.A. de Jong (Leiden Observatory, Leiden University, Leiden, the Netherlands), A. Dvornik (Leiden Observatory, Leiden University, Leiden, the Netherlands), I. Fenech Conti (Institute of Space Sciences and Astronomy (ISSA), University of Malta, Msida, Malta; Department of Physics, University of Malta, Msida, Malta), A. Grado (INAF – Osservatorio Astronomico di Capodimonte, Napoli, Italy), J. Harnois-Déraps (Institute for Astronomy, University of Edinburgh, Edinburgh, UK; Department of Physics and Astronomy, University of British Columbia, Vancouver, Canada), R. Herbonnet (Leiden Observatory, Leiden University, Leiden, the Netherlands), H. Hoekstra (Leiden Observatory, Leiden University, Leiden, the Netherlands), F. Köhlinger (Leiden Observatory, Leiden University, Leiden, the Netherlands), J. McFarland (Kapteyn Astronomical Institute, University of Groningen, Groningen, the Netherlands), A. Mead (Department of Physics and Astronomy, University of British Columbia, Vancouver, Canada), J. Merten (Department of Physics, University of Oxford, Oxford, UK), N. Napolitano (INAF – Osservatorio Astronomico di Capodimonte, Napoli, Italy), J.A. Peacock (Institute for Astronomy, University of Edinburgh, Edinburgh, UK), M. Radovich (INAF – Osservatorio Astronomico di Padova, Padova, Italy), P. Schneider (Argelander-Institut für Astronomie, Bonn, Germany), P. Simon (Argelander-Institut für Astronomie, Bonn, Germany), E.A. Valentijn (Kapteyn Astronomical Institute, University of Groningen, Groningen, the Netherlands), J.L. van den Busch (Argelander-Institut für Astronomie, Bonn, Germany), E. van Uitert (University College London, London, UK) и L. van Waerbeke (Department of Physics and Astronomy, University of British Columbia, Vancouver, Canada).

Европейская Южная Обсерватория (ESO, European Southern Observatory) -- ведущая межгосударственная астрономическая организация Европы и самая продуктивная в мире астрономическая обсерватория. В ее работе участвуют 16 стран: Австрия, Бельгия, Бразилия, Великобритания, Германия, Дания, Испания, Италия, Нидерланды, Польша, Португалия, Финляндия, Франция, Чешская Республика, Швейцария и Швеция, а также Чили, предоставившая свою территорию для размещения обсерваторий ESO. ESO проводит в жизнь масштабную программу проектирования, строительства и эксплуатации мощных наземных наблюдательных инструментов, позволяющих астрономам выполнять важнейшие научные исследования. ESO также играет ведущую роль в организации и поддержке международного сотрудничества в области астрономических исследований. ESO располагает тремя уникальными наблюдательными пунктами мирового класса, находящимися в Чили: Ла Силья, Параналь и Чахнантор. В обсерватории Параналь, самой передовой в мире астрономической обсерватории для наблюдений в видимой области спектра, установлен Очень Большой Телескоп ESO (The Very Large Telescope, VLT) и два широкоугольных телескопа с большим полем зрения: крупнейший в мире телескоп для выполнения обзоров неба в инфракрасных лучах VISTA и Обзорный Телескоп VLT (VLT Survey Telescope) -- крупнейший инструмент, предназначенный для обзоров неба в видимом свете. ESO является европейским партнером крупнейшего астрономического проекта современности – системы радиотелескопов миллиметрового и субмиллиметрового диапазона ALMA. На Серро Армазонес, недалеко от Параналя, ESO ведет строительство E-ELT (European Extremely Large optical/near-infrared Telescope) – 39-метрового Европейского Чрезвычайно Большого Телескопа для оптического и ближнего ИК диапазонов, который станет «величайшим оком человечества, устремленным в небо».

Ссылки

Контакты

Kirill Maslennikov
Pulkovo Observatory
St.-Petersburg, Россия
Телефон: +78123637207
Сотовый: +78123637207
Email: kirill.maslennikov1@gmail.com

Hendrik Hildebrandt
Argelander-Institut für Astronomie
Bonn, Germany
Телефон: +49 228 73 1772
Email: hendrik@astro.uni-bonn.de

Massimo Viola
Leiden Observatory
Leiden, The Netherlands
Телефон: +31 (0)71 527 8442
Email: viola@strw.leidenuniv.nl

Catherine Heymans
Institute for Astronomy, University of Edinburgh
Edinburgh, United Kingdom
Телефон: +44 131 668 8301
Email: heymans@roe.ac.uk

Konrad Kuijken
Leiden Observatory
Leiden, The Netherlands
Телефон: +31 715275848
Сотовый: +31 628956539
Email: kuijken@strw.leidenuniv.nl

Richard Hook
ESO Public Information Officer
Garching bei Munchen, Germany
Телефон: +49 89 3200 6655
Сотовый: +49 151 1537 3591
Email: rhook@eso.org

Connect with ESO on social media

Перевод пресс-релиза ESO eso1642.

О релизе

Релиз №:eso1642ru
Название:Dark Matter
Тип:Early Universe : Cosmology : Phenomenon : Dark Matter
Facility:Very Large Telescope
Science data:2017MNRAS.465.1454H

Изображения

Карта распределения темной материи в области G12 обзора KiDS
Карта распределения темной материи в области G12 обзора KiDS
Карта распределения темной материи в области G9 обзора KiDS
Карта распределения темной материи в области G9 обзора KiDS
Карта распределения темной материи в области G15 обзора KiDS
Карта распределения темной материи в области G15 обзора KiDS

Видео

Zooming in on one of the KiDS survey regions
Zooming in on one of the KiDS survey regions
только на английском

Также смотрите наши