Что телескоп Джеймса Уэбба расскажет нам о темной материи?
Телескоп "Джеймс Уэбб" должен взлететь 24 декабря. После развертывания он станет самой мощной обсерваторией из когда-либо запущенных в космос и позволит астрономам исследовать Вселенную как никогда раньше. Некоторые планируют использовать его для изучения одной из величайших загадок астрофизики.
Темная материя
Мы знаем, что скорость, с которой звезда должна двигаться, чтобы оставаться на своей орбите, зависит от силы гравитации, которая тянет ее к центру галактики, и, следовательно, от ее массы. В 1970-х годах астроном Вера Рубин обратила внимание на скорости нескольких звезд Млечного Пути и поняла, что количество материи, необходимое для удержания этих звезд на их орбитах, недостаточно.
Поэтому астрономы предположили, что существует другая, невидимая форма материи, которая может объяснить эти движения. Считается, что эта форма материи, называемая "темной материей", составляет около 26,8% Вселенной, в то время как обычная (или барионная) материя составляет всего 4,9%. Она никогда не была обнаружена напрямую, но телескоп Джеймса Уэбба может помочь астрономам косвенно, изучая ее влияние на видимую материю.
Чтобы помочь астрономам более точно определить местонахождение этой темной материи, JWT сделает чрезвычайно четкие снимки, на которых исследователи смогут наблюдать возмущения, вызванные гравитационным линзированием.
Возьмем, к примеру, очень старую галактику, выровненную со скоплением галактик (линза) и Землей. Световые лучи от этой галактики будут изгибаться и отклоняться из-за гравитационного поля галактического скопления. С Земли мы можем наблюдать световые дуги и оптические эффекты, такие как искажение, увеличение или умножение изображения или увеличение видимого света фоновой галактики.
Благодаря этим "увеличивающим" явлениям астрономы смогут определить массу этих объектов, а также количество видимой материи, а значит, косвенно и количество темной материи.
"Телескоп "Джеймс Уэбб" особенно хорошо подходит для такого рода измерений, поскольку его четкие изображения позволят измерить очень маленькие возмущения и поскольку он может видеть так глубоко в космос, что у него есть доступ к гораздо большему количеству фоновых галактик для измерения возмущений, вызванных эффектом гравитационного линзирования", — говорится в информационном бюллетене НАСА.
JWT также разработан для того, чтобы видеть дальше в космос, чем когда-либо прежде, что также позволит ему видеть дальше в прошлое. Проводя эти наблюдения так глубоко в космосе, обсерватория сможет изучить роль материи в эволюции галактик.