В сентябре прошлого года космический телескоп Джеймса Уэбба (James Webb Space Telescope, JWST) обнаружил JWST-ER1g, массивную древнюю галактику, которая сформировалась, когда возраст Вселенной составлял всего четверть от ее нынешнего возраста. Удивительно, но кольцо Эйнштейна связано с этой галактикой, сообщает «phys.org».
Это связано с тем, что JWST-ER1g действует как линза и отклоняет свет от удаленного источника, который затем появляется в виде кольца — явление, называемое сильным гравитационным линзированием, предсказанное в общей теории относительности Эйнштейна.
Общая масса, заключенная в кольце, состоит из двух компонентов: звездной и темной материи.
"Если мы вычтем массу звезды из общей массы, мы получим массу темной материи внутри кольца", - сказал Хай-Бо Ю, профессор физики и астрономии в Калифорнийском университете в Риверсайде, чья команда опубликовала новую работу о JWST-ER1g в журнале The Astrophysical Journal Letters. "Но значение массы темной материи кажется выше, чем ожидалось. Это вызывает недоумение. В нашей статье мы предлагаем объяснение».
Гало темной материи — это ореол невидимой материи, который пронизывает и окружает галактику, подобную JWST-ER1g. Хотя темная материя никогда не была обнаружена в лабораториях, физики уверены, что темная материя, которая составляет 85% материи Вселенной, существует.
"Когда обычная материя - нетронутый газ и звезды - коллапсирует и конденсируется в гало темной материи JWST-ER1g, она может сжимать гало, что приводит к высокой плотности", - сказал Демао Конг, студент второго курса магистратуры UCR, который руководил анализом. «Наши численные исследования показывают, что этот механизм может объяснить высокую плотность темной материи JWST-ER1g — большую массу темной материи в том же объеме, что приводит к более высокой плотности».
По словам Даненга Янга, научного сотрудника UCR и соавтора статьи, JWST-ER1g, сформировавшаяся через 3,4 миллиарда лет после Большого взрыва, предоставляет «отличный шанс узнать о темной материи».
"Этот объект с сильным линзированием уникален, потому что он имеет идеальное кольцо Эйнштейна, из которого мы можем получить ценную информацию об общей массе внутри кольца, что является критическим шагом для проверки свойств темной материи", - сказал он.
Запущенная на Рождество в 2021 году, JWST НАСА представляет собой орбитальную инфракрасную обсерваторию. Также называемый Уэббом, он предназначен для того, чтобы отвечать на вопросы о Вселенной. Это самый большой, самый сложный и самый мощный космический телескоп из когда-либо построенных.
"JWST предоставляет нам беспрецедентную возможность наблюдать древние галактики, сформированные, когда Вселенная была молодой", - сказал Юй. «Мы ожидаем увидеть больше сюрпризов от JWST и узнать больше о темной материи в ближайшее время».