09/08/2021
Между астрономами и физиками давно ведется спор о том, действительно ли во Вселенной существует таинственная темная материя - или это некоторые исключения из того, что мы понимаем под гравитацией. Ученые, анализирующие обзор неба KiDS, проверили его, используя наблюдения тысяч галактик.
Темная материя - это компонент Вселенной, который мы не наблюдаем напрямую. Мы предполагаем его существование на основании гравитационного взаимодействия с обычной (светящейся) материей. Присутствие темной материи было предложено для объяснения наблюдаемого вращения галактик и их движения в скоплениях - видимой материи недостаточно, чтобы объяснить эффекты этих из данных случаев. Модели показывают, что темной материи в несколько раз больше, чем обычной.
Новое исследование, проведенное группой ученых под руководством Марго Брауэр (Университет Гронингена и Амстердамский университет), решило проверить как гипотезу темной материи, так и различные теории гравитации. Статья с описанием результатов исследования опубликована в журнале Astronomy & Astrophysics (DOI: 10.1051 / 0004-6361 / 202040108).
Избыточная гравитация
Исследователи использовали данные небесного обзора Kilo-Degree Survey (KiDS), проведенного с помощью телескопа VLT Survey Telescope (VST) Европейской южной обсерватории (ESO). Они измерили так называемую слабое гравитационное линзирование, то есть небольшое отклонение света галактики, вызванное гравитацией других галактик, находящихся ближе к нам. Галактики в области неба в 1000 квадратных градусов (2,5 процента небесной сферы) были выбраны для анализа путем изучения распределения силы тяжести примерно для одного миллиона галактик. Данные об проанализированных галактиках взяты из каталога, опубликованного независимо международной группой во главе с доктором Мацеем Билицким.
Для почти 260 000 галактик удалось измерить так называемое Отношение радиального ускорения (RAR). Оно описывает взаимосвязь между ожидаемой и наблюдаемой гравитацией (наблюдаемой на основе видимого вещества), из которой можно сделать выводы о том, насколько велика избыточная гравитация.
До сих пор эту избыточную гравитацию определяли только во внешних областях галактик, наблюдая за движением звезд и холодного газа. Используя эффект гравитационного линзирования, исследователи теперь могли вычислять Отношение радиального ускорения (RAR) в областях, в 100 раз более слабых, чем раньше, простирающихся далеко за пределы центров галактик