Потерянная масса галактик найдена

Ученые решили одну из загадок современной астрофизики: обнаружили «недостающую» массу галактик, которая породила обилие экзотических физических теорий.
Ученые решили одну из загадок современной астрофизики: обнаружили «недостающую» массу галактик, которая породила обилие экзотических физических теорий.

В настоящее время астрономы наблюдают во Вселенной обилие скоплений галактик – групп из сотен либо тысяч галактик, связанных дружно гравитацией. Эти гигантские скопления триллионов звезд сформировались в результате «ряби» в разительно ранней Вселенной: вскоре опосля Большого взрыва в кипящем шаре горячей плазмы сформировались крошечные квантовые колебания. Миллиарды годов спустя, эти колебания плотности вещества превратились в скопления галактик.

Однако в этой модели эволюции Вселенной снедать нестыковки. Впервые проблему обнаружили с поддержкой наблюдений космического телескопа ЕКА Planck, какой измеряет колебания космического микроволнового фонового излучения, оставшегося от Большого Взрыва. Ученые сравнили картину колебаний и сравнили их с наблюдаемыми скоплениями галактик.

Согласно результатам наблюдений, опубликованным в прошлом году, во Вселенной «не хватает» 40% массы галактических скоплений. Проще говоря, сумма колебаний на заре формирования Вселенной было больше, чем днесь наблюдаемых скоплений галактик. Это ответ заставило физиков сочинять самые невероятные объяснения, большая часть из которых находятся зa пределами Стандартной модели.

Так, некоторые теоретики обратились к нейтрино – призрачным субатомным частицам чуть не нулевой массы. скажем физик Уэйн Ху (Wayne Hu) из Университета Чикаго и его коллеги опубликовали теорию о связи несоответствия с тем, что три известных типа нейтрино на самом деле гораздо тяжелее, чем считалось ранее, либо же существует четвертый, вдобавок не открытый, образ нейтрино. Дополнительная чернь нейтрино могла бы оказать обаяние на барыш первичной ряби и снизить число скоплений галактик.

Однако, возможно, мотивировка «отсутствующей» массы скоплений галактик может оставаться много более простым. сообразно исследованию, проведенному учеными из Стэнфордского университета в Калифорнии, скопления галактик на самом деле могут содержать большую массу, чем показывают наблюдения телескопа Planck. Таким образом нет особой необходимости в придумывании новой экзотической физики. испытание использует гравитационное линзирование, технику, которая позволяет «взвесить» скопления галактик, измеряя силу искажения света их гравитационными полями.

Работая над проектом под названием Weighing the Giants («Взвешивание гигантов»), ученые изучили с поддержкой телескопа Subaru и Canada–France–Hawaii 22 скопления галактик, изученных ранее космическим телескопом Planck. Измерения показали массу на 43% выше, чем масса, которую рассчитали по наблюдениям аппарата Planck. В другом исследовании под названием Cluster Lensing and Supernova Survey («Линзирование скоплений и наблюдение сверхновых») использовали космический телескоп Хаббл для измерения 25 кластеров, ранее изученных телескопом Planck. Эти наблюдения и показали избыток массы наблюдаемых скоплений, над той, что измерил Planck, на сей раз на 30%.

Наблюдение галактик с поддержкой гравитационного линзирования связано с неопределенностью, которая возникает за взаимодействия реликтового излучения с горячим газом

Судя по всему, разность в измерениях связана с неопределенностью наблюдений телескопа Planck. работа в том, что космический телескоп обнаруживает фотоны космического микроволнового фона, которые на пути к объективам телескопа проходят чрез скопления галактик. Внутри галактик эти фотоны сталкиваются с энергичными электронами из облаков горячего газа, в результате чего фотоны приобретают больше энергии. то есть это реакция добавляет неопределенности в измерения массы скоплений галактик.

Многие астрофизики полагают, что оставшиеся расхождения в измерении массы скоплений галактик будут разрешены благодаря новому телескопу Dark Energy Survey стоимостью $50 млн. сей телескоп 9 февраля уже завершил первую трехмесячную серию наблюдений, в ходе которых были изучены сотни скоплений галактик. разложение этих данных займет время: первые результаты ожидаются в конце 2014 года.
Источник информации Cnews