"Това е липсващото парче, което търсехме"

Астрономи откриха дълго търсен липсващ елемент в процес на галактически сблъсък в клъстера Персей, намиращ се на 240 милиона светлинни години от Земята.

Изглежда две галактики, които са на път да се сблъскат са свързани от блед "мост" от материал.

Гръбнакът на този мост е тъмна материя — най-загадъчната "съставка" на Вселената. Тъмната материя остава невидима, тъй като не взаимодейства със светлината, но гравитационното ѝ влияние оформя галактичните структури.

"Това е липсващото парче, което търсехме", казва Джеймс Джи, член на екипа. "Всички странни форми и въртящ се газ в клъстера Персей сега се обясняват с наличието на масивно сливане."

Галактическите клъстери са сред най-големите структури във Вселената, съставени от хиляди галактики, свързани чрез гравитация.

Учените отдавна предполагат, че тези клъстери нарастват чрез високoенергийни сливания - вероятно едни от най-мощните събития във Вселената след Големия взрив.

С маса, равна на около 600 трилиона слънца, клъстерът Персей отдавна е считан за "емблематичен" пример на галактически клъстер. Но досега му липсваха ясни доказателства, че е израснал чрез сливане. До сега.

За да разрешат загадката, Джи и колегите му използвали телескопа Subaru и неговата камера Hyper Suprime-Cam, за да надникнат по-дълбоко в клъстера Персей от всякога досега.

Изследването се основава на феномен, известен като "гравитационно лещиране", предсказан от Алберт Айнщайн в неговата теория на относителността от 1915 г.

Общата теория на относителността гласи, че обектите с маса изкривяват самата тъкан на пространство-времето, като гравитацията възниква от тази кривина. Когато светлина от далечен обект премине през това изкривено пространство-време, нейната траектория се огъва, което може да усили и увеличи образа на този обект — оттам и терминът "лещиране".

Този ефект може да разкрие информация не само за източника на светлината, но и за обекта, който я лещира — включително неговата структура. И тъй като тъмната материя има маса и следователно изкривява пространство и променя посоката на светлината, гравитационното лещиране може да разкрие и разпределението на тъмната материя в даден обект.

В случая, този процес разкрил масивно "съсирване" от тъмна материя в клъстера Персей с маса около 200 трилиона слънца. Това съсирване е свързано с ядрото на клъстера чрез по-лек, но значителен мост от тъмна материя.

Екипът създал симулации на клъстера Персей, които показали, че това съсирване се е сблъскало с клъстера преди около 5 милиарда години. Останките от този сблъсък все още моделират структурата на Персей и до днес.

"Този пробив стана възможен чрез комбиниране на дълбоки изображения от телескопа Subaru и усъвършенствани техники за гравитационно лещиране, които разработихме — демонстрирайки силата на лещирането да разкрива скритата динамика на най-масивните структури във Вселената", заключава Джи.

Изследването на екипа е публикувано в сряда (16 април) в списание Nature Astronomy.