Новое исследование, опубликованное в Astrophysical Journal, выявило распределение темной материи в невиданных ранее деталях, вплоть до масштаба в 30 000 световых лет. Наблюдаемые флуктуации распределения дают более точные представления о природе темной материи.
Таинственная темная материя составляет большую часть вещества во Вселенной. Темная материя невидима и дает о себе знать только благодаря своим гравитационным эффектам. Темная материя никогда не была выделена в лаборатории, поэтому исследователи должны полагаться на "естественные эксперименты" для ее изучения.
Одним из видов естественного эксперимента является гравитационная линза. Иногда по чистой случайности два объекта, находящиеся на разных расстояниях во Вселенной, будут находиться на одной линии видимости, если смотреть с Земли. Когда это происходит, пространственное искривление, вызванное материей вокруг объекта переднего плана, действует подобно линзе, искривляя путь света от объекта заднего плана и создавая линзованное изображение. Однако трудно достичь высокого разрешения для обнаружения скоплений темной материи, которые менее массивны, чем галактики, в естественных экспериментах, поэтому точная природа темной материи слабо изучена.
Группа японских исследователей во главе с профессором Кайки Таро Иноуэ из Университета Киндай использовала ALMA (Atacama Large Millimeter/submillimeter Array) для изучения системы гравитационных линз, известной как MG J0414+0534 в направлении созвездия Тельца. В этой системе объект переднего плана формирует не одно, а четыре изображения фонового объекта из-за гравитационной силы массивной галактики.
С помощью эффекта изгиба и нового метода анализа данных команда смогла обнаружить колебания в распределении темной материи вдоль линии видимости с более высоким разрешением, чем когда-либо прежде, вплоть до масштаба в 30 000 световых лет.
Новые ограничения, обусловленные наблюдаемым распределением, согласуются с моделями для медленно движущихся или "холодных" частиц темной материи.
В будущем команда планирует еще больше ограничить природу темной материи с помощью дополнительных наблюдений.