Новая карта темной материи показала скрытые мосты между галактиками

Новую карту темной материи во Вселенной составила международная группа исследователей, 25 мая сообщает Astrophysical Journal.

Карта темной материи во Вселенной показала наличие нескольких ранее не обнаруженных нитевидных структур, соединяющих галактики.

Карты плотности, каждая из которых представляет собой поперечное сечение в разных измерениях, воспроизводят известные характерные особенности Вселенной, а также выявляют более мелкие нитевидные элементы, которые действуют как скрытые мосты между галактиками.

Предыдущие попытки составить карту космической паутины начались с модели ранней Вселенной, а затем моделировалась ее эволюция на протяжении миллиардов лет. Однако, по словам исследователей, этот метод требует больших вычислительных ресурсов и пока не может дать достаточно подробных результатов. В данной работе исследователи из Университета штата Пенсильвания применили другой подход, используя машинное обучение для построения модели, которая использует информацию о распределении и движении галактик для прогнозирования распределения темной материи.

Исследователи построили и обучили свою модель, используя большой набор симуляций галактик под названием Illustris-TNG, который включает галактики, газы, другую видимую материю, а также темную материю. Команда специально отобрала смоделированные галактики, сопоставимые с галактиками в Млечном Пути, и в конечном итоге определила, какие свойства галактик необходимы для предсказания распределения темной материи.

Затем исследовательская группа применила свою модель к реальным данным из каталога галактик Cosmicflow-3. Каталог содержит исчерпывающие данные о распределении и движении более 17 тысяч галактик в окрестностях Млечного Пути — в пределах 200 мегапарсек.

«Поскольку темная материя доминирует в динамике Вселенной, она в основном определяет нашу судьбу», — сказал Чон. «Таким образом, мы можем попросить компьютер разработать карту чтобы увидеть, что произойдет во вселенной в будущем. И мы можем развить модель назад во времени, чтобы понять историю нашего космического соседства».

Темная материя — субстанция, составляющая 80% Вселенной. Она также представляет собой каркас того, что называют космической паутиной крупномасштабной структуры Вселенной, которая из-за своего гравитационного воздействия определяет движение галактик и другого космического материала. Расположение темной материи в настоящее время неизвестно, поскольку ее нельзя измерить напрямую. Вместо этого исследователи делают вывод о её распределении, основываясь на её гравитационном влиянии на другие объекты во Вселенной, такие как галактики.