В продължение на почти век намирането на доказателства за тъмна материя е било основен приоритет както за астрономите, така и за физиците, занимаващи се с частици. Спешността е оправдана, защото според теорията за Ламбда студена тъмна материя (ΛCDM) – най-доброто ни предположение за механизмите на космологията на Големия взрив и универсалните структури – тъмната материя формира самата основа на теорията (откъдето идва и името) и съдържа приблизително 10 пъти повече маса от нормалната материя в цялата Вселена.

Има само един проблем – тъмната материя не взаимодейства директно с електромагнитната сила като нормалната материя. Тя обаче взаимодейства гравитационно, предимно чрез метод, известен като гравитационно лещиране. Използвайки тази техника, международен екип от учени смята, че е открил „тъмния обект” с най-ниската маса, открит досега чрез гравитационно лещиране. Разбира се, под „най-ниска” все пак имаме предвид невероятно масивна в сравнение – около един милион слънчеви маси.

Екипът публикува резултатите в две съпътстващи проучвания в Nature Astronomy и Monthly Notices of the Royal Astronomical Society.

„Търсенето на тъмни обекти, които изглежда не излъчват никаква светлина, е явно предизвикателство“, заявява Девон Пауъл от Института за астрофизика „Макс Планк“, водещ автор на проучването в Nature Astronomy. „Тъй като не можем да ги видим директно, вместо това използваме много отдалечени галактики като фон, за да търсим техните гравитационни отпечатъци.“

За да постигнат това, Пауъл и неговият екип разчитаха на масивна елиптична галактика, наречена B1938+666, която действа като гравитационна леща за още по-отдалечени галактики. Открита като част от астрометричното проучване Jodrell Bank-VLA (JVAS) и проучването Cosmic Lens All Sky Survey (CLASS) – специално предназначено за търсене на гравитационни лещи – през 90-те години на миналия век, B1938+666 е и първият открит пръстен на Айнщайн (въпреки че, както подсказва името му, Айнщайн е теоретизирал този вид пръстен десетилетия по-рано). Пръстените на Айнщайн са вид полезни космически миражи, при които масивна галактика на преден план изкривява светлината, излъчвана от друга галактика на заден план, образувайки странен ореол около нея, когато са перфектно подредени.

В това ново проучване астрономите се позоваха на множество радиотелескопи, включително телескопа „Грийн Банк“, масива Very Long Baseline Array и европейската интерферометрична мрежа Very Long Baseline Interferometric Network, за да създадат това, което нарекоха „супертелескоп с размерите на Земята“. С помощта на този „супертелескоп“ астрономите успяха да засекат леко колебание в дъгата от радиовълни, които образуват пръстена на Айнщайн, вероятно причинено от необяснимо гравитационно смущение.

„От първата снимка с висока разделителна способност веднага забелязахме стесняване на гравитационната дъга, което е ясен знак, че сме намерили нещо важно“, обяснява Джон Маккин от Университета в Гронинген, водещ автор на проучването, публикувано в Monthly Notices. „Само още едно малко струпване на маса между нас и далечната радиогалактика може да причини това.“

Екипът стигна до заключението, че масата на „тъмния обект” трябва да е около един милион пъти по-голяма от тази на Слънцето (което, удивително, е 100 пъти по-малко от предишния рекордьор) и се намира на около 10 милиарда светлинни години от Земята. ΛCDM предполага, че дори нашият Млечен път трябва да е пълен с тези струпвания от тъмна материя, но теоретичните предположения и емпиричните доказателства са две много различни неща – и това не е лесна пропаст за преодоляване.

„Предвид чувствителността на нашите данни, очаквахме да открием поне един тъмен обект, така че нашето откритие е в съответствие с така наречената „теория за студената тъмна материя“, на която се основава голяма част от нашето разбиране за това как се образуват галактиките“, каза Пауъл в изявление за пресата. „След като открихме един, въпросът сега е дали можем да открием още и дали техният брой ще продължи да съответства на моделите.“

Снимка: Unsplash/European Space Agency

Виж още: Обратен завой: Porsche се вразуми и дава приоритет на нормалните коли пред електрическите