Вчені знайшли новий метод вивчення темної матерії у Всесвіті

Темною матерією астрономи називають досі багато в чому гіпотетичну речовину в космічному просторі, яке проявляє себе виключно через гравітаційну взаємодію з галактиками і галактичних кластерами, вносячи спотворення в їх взаємне тяжіння і обертання.

Частинки темної матерії, якщо вона дійсно існує, не взаємодіють з будь-якими видами електромагнітного випромінювання, а тому не можуть бути зафіксовані в ході безпосередніх спостережень.

Існує кілька теорій, що описують властивості частинок темної матерії, однак для їх перевірки астрономам необхідно мати уявлення про тривимірну структуру Всесвіту, що тягнеться на мільярди світлових років від Землі.

Сучасні оптичні телескопи, що вивчають будову всесвіту, розподіл в ній галактик і їх скупчень, для побудови такої структури надзвичайно неефективні - космічні об'єкти, що знаходяться на відстані понад 5 мільярдів світлових років від Землі, дуже тьмяні для них.

Автори нового дослідження під керівництвом Цзю Чин Чана з Китайської Академії в Тайпеї і Університету Торонто в Канаді вважають, що вивчення будови Всесвіту у великому масштабі можливо за допомогою радіохвиль.

Їх методика має на увазі вивчення радіохвиль, що випускаються атомами водню - найбільш поширеного елементу у Всесвіті. Він служить основною речовиною, що живить термоядерні реакції в надрах зірок, знаходиться у вільному вигляді в формі газових хмар усередині галактик, а також присутня в міжзоряному та міжгалактичному просторі.

Чим далі знаходиться та чи інша водневе скупчення від Землі, тим сильніше його радіовипромінювання, зване 21-сантиметровим, зміщена в бік більш довгих радіохвиль. При цьому інтенсивність такого випромінювання пропорційна кількості водню, а отже, по ній можна визначити, що саме знаходиться в даній ділянці всесвіту - велика чи маленька галактика, або надзвичайно розріджений міжгалактичний хмара водню.

В експериментальній роботі з переобладнаним телескопом Грін-Бенк в Західній Вірджинії, США, вчені виявили, що, навіть не володіючи достатнім кутовим дозволом, необхідним для виявлення окремих галактик, цей телескоп зумів досить точно виявити структуру великих об'єктів, яка збіглася з тією, що вже була виявлена ​​на цій ділянці космічного простору під час попередніх робіт астрономів з оптичними телескопами.

При цьому методика дозволяє враховувати і виокремлювати з радіосигналу перешкоди, створювані ближчими до землі об'єктами, воднем в нашій власній Галактиці і штучними джерелами радіовипромінювання.

Вченим вдалося без особливих зусиль виявити структуру великих об'єктів Всесвіту, що знаходяться на невеликій ділянці зоряного неба на відстані від 6 мільярдів до 12 мільярдів світлових років від Землі, що вимагало б значно більших зусиль при роботі з оптичними інструментами.

За допомогою телескопа, який спеціально спроектували для вивчення Всесвіту новим методом, вчені зможуть досить швидко отримати структуру до 50% всіх великих об'єктів Всесвіту, тоді як сьогодні у астрономів є лише 0,1%.

"За допомогою наших спостережень ми виявили в десять разів більше водню в космосі, ніж за всю історію астрономічних спостережень, причому на відстанях, в десять разів перевищують досі вважалися граничними для радіотелескопів", - сказав Ю Лі Пень з Університету Торонто.

Читайте найважливіші та найцікавіші новини в нашому Telegram