Чарльз Китон, проректор по практическому обучению в Университете Рутгерса, был заинтригован необычной фотографией, которую ему показал коллега Эндрю Бейкер. На снимке был крест Эйнштейна с дополнительным изображением в центре.
Крест Эйнштейна — это редкое явление, когда свет от далекой галактики изгибается из-за гравитации других галактик, создавая четыре изображения. Но пятое изображение говорило о чем-то необычном.
Международная команда, в которую вошли Китон, Бейкер и аспирантка Рутгерса Лана Эйд, обнаружила, что это изображение вызвано массивным скрытым ореолом темной материи. О его существовании можно было узнать только с помощью компьютерного моделирования и анализа.
Темная материя — это невидимая структура, которая составляет большую часть вещества во Вселенной. Ее существование ученые определяют по влиянию на видимые объекты, например, по искривлению света от далеких галактик.
Открытие дает возможность изучить темную материю в деталях.
Первый шаг к открытию был сделан во Франции. Пьер Кокс, французский астроном, заметил аномалию в данных, полученных с радиотелескопа NOEMA в Альпах.
Команда изучала пылевую галактику HerS-3 и увидела, что свет от нее разделяется на пять изображений. Сначала ученые решили, что это ошибка, но пятое изображение не исчезало.
Компьютерное моделирование показало, что четыре видимые галактики на переднем плане не могут объяснить пять изображений. Только добавление невидимой массы, ореола темной материи, позволило модели соответствовать наблюдениям.
Необычная конфигурация имеет научную ценность. Она увеличивает галактику на заднем плане, позволяя астрономам изучить ее структуру и узнать о темной материи.
Эйд, аспирантка Рутгерса и соавтор исследования, поделилась впечатлениями:
«Я был очень рад присоединиться к проекту, особенно потому, что он включал увлекательную систему линзирования. Сотрудничество на разных континентах научило меня ценить разнообразный опыт для полного понимания нового открытия».
Команда предсказала, что в будущем могут быть видны другие особенности, такие как истечение газа из галактики. Это станет мощным подтверждением их моделей или даст новые знания.
Бейкер отметил, что открытию способствовало международное сотрудничество и федеральная поддержка науки:
«ALMA в Чили, VLA в Нью-Мексико и космический телескоп Хаббл сыграли важную роль в работе. Мы надеемся, что они продолжат делать подобные открытия в будущем».