Нововідкриті гравітаційні лінзи можуть розкрити давні галактики та природу темної матерії

Астрономи спектроскопічно підтвердили частину з потенційних гравітаційних лінз, раніше виявлених за допомогою алгоритму машинного навчання.

Про це розповіли в Центрі передового досвіду ARC з астрофізики всього неба в 3 вимірах (ASTRO3D), передають OstanniPodii.com.

На початку цього року алгоритм машинного навчання виявив до 5000 потенційних гравітаційних лінз.

Тепер міжнародна команда астрономів оцінила 77 лінз за допомогою обсерваторії Кека на Гавайських островах і Дуже великого телескопа в Чилі. Вони підтвердили, що 68 із 77 є сильними гравітаційними лінзами, які охоплюють величезні космічні відстані.

Цей показник успіху у 88% свідчить про те, що алгоритм є надійним і що ми можемо мати тисячі нових гравітаційних лінз. На сьогодні гравітаційні лінзи важко знайти, і лише близько сотні з них регулярно використовуються.

Роботу було опубліковано 26 вересня в "The Astronomical Journal".

"Наша спектроскопія дозволила нам скласти 3D-картину гравітаційних лінз, щоб показати, що вони справжні, а не просто випадкова суперпозиція", - говорить автор-кореспондент доктор Кім-Ві Тран з ASTRO3D й Університету Нового Південного Уельсу.

Вона пояснює, що подальша мета - спектроскопічно підтвердити близько 100 сильних гравітаційних лінз, які можна спостерігати як з Північної, так і з Південної півкуль протягом року.

Гравітаційне лінзування

Гравітаційне лінзування було вперше визначено як явище Ейнштейном, який передбачив, що світло огинає масивні об′єкти в просторі так само, як світло викривляється, коли проходить крізь лінзу.

Таким чином, воно значно збільшує зображення галактик, які ми інакше не змогли б побачити.

Хоча астрономи вже давно використовують їх для спостереження за далекими галактиками, але знаходити ці космічні збільшувальні стекла вдавалося важко.

"Ці лінзи дуже маленькі, тому, якщо ви отримуєте нечіткі зображення, ви не зможете їх виявити", - говорить д-р Тран.

Темна матерія та еволюція галактик

Хоча лінзи дозволяють нам більш чітко бачити об′єкти, які знаходяться на відстані мільйонів світлових років, вони також повинні дозволити нам "побачити" невидиму темну матерію, яка складає більшу частину Всесвіту.

"Ми знаємо, що більша частина маси є темною", - каже доктор Тран. "Ми знаємо, що маса викривляє світло, і якщо ми зможемо виміряти, наскільки викривлене світло, ми зможемо зробити висновок, скільки там має бути маси".

Наявність набагато більшої кількості гравітаційних лінз на різних відстанях також дасть нам більш повне уявлення про часову шкалу, що сягає майже до Великого вибуху.

"Чим більше збільшувальних стекол у вас є, тим більше шансів, що ви зможете спробувати дослідити ці більш віддалені об′єкти. Сподіваємося, ми зможемо краще виміряти демографію дуже молодих галактик", - говорить доктор Тран.

"Потім десь між цими справді ранніми першими галактиками та нами відбувається велика еволюція, з крихітними зореутворювальними регіонами, які перетворюють чистий газ на перші зорі до Сонця, Чумацького Шляху".

"І тому за допомогою цих лінз на різних відстанях ми можемо дивитися на різні точки космічної часової шкали, щоб відстежувати, по суті, як все змінюється з часом, між найпершими галактиками та до тепер".

Професор Стюарт Вайт з Мельбурнського університету та директор ASTRO3D каже, що кожна гравітаційна лінза унікальна та розповідає нам щось нове.

"Окрім того, що гравітаційні лінзи є красивими об′єктами, вони відкривають вікно для вивчення того, як розподіляється маса у дуже далеких галактиках, які не можна спостерігати за допомогою інших методів. Впроваджуючи способи використання цих нових великих наборів даних неба для пошуку багатьох нових гравітаційних лінз, команда відкриває можливість побачити, як галактики отримують свою масу", - говорить він.

Професор Карл Глейзбрук з Університету Свінберна та науковий керівник роботи доктора Тран віддав належне роботі, яка була проведена раніше.

"Цей алгоритм був вперше розроблений доктором Коліном Джейкобсом у Свінберні. Він просіяв десятки мільйонів зображень галактик, щоб скоротити вибірку до 5000. Ми ніколи не мріяли, що відсоток успіху буде настільки високим", - каже він.

"Зараз ми отримуємо зображення цих лінз за допомогою космічного телескопа "Хаббл", вони варіюються від разюче красивих до надзвичайно дивних зображень, які потребують від нас значних зусиль, щоб розібратися в них".

Доцент Такер Джонс з Каліфорнійського університету в Девісі, ще один науковий керівник роботи, описав новий зразок як "гігантський крок вперед у вивченні того, як формуються галактики протягом історії Всесвіту".

"Зазвичай ці ранні галактики виглядають як маленькі розмиті плями, але збільшення лінзи дозволяє нам побачити їх структуру з набагато кращою роздільною здатністю. Вони є ідеальними цілями для наших найпотужніших телескопів, які дають нам найкраще уявлення про ранній Всесвіт", - говорить він.

"Завдяки ефекту лінзування ми можемо дізнатися, як виглядають ці примітивні галактики, з чого вони зроблені та як вони взаємодіють зі своїм оточенням", - додав Джонс.

! Читайте ще цікаві новини про космос на сайті, або слідкуйте за ними на Facebook.