Skąd więc mamy świadomość jego istnienia? Dzięki śledzeniu grawitacyjnego wpływu ciemnej materii na obiekty, które da się zaobserwować. Na czele zespołu badawczego zajmującego się mapowaniem tego składnika stanął Kaiki Taro Inoue z Kindai University. Wraz ze współpracownikami zamieścił niedawno kluczowe ustalenia na łamach The Astrophysical Journal.
Czytaj też: Kosmos jak malowany. Aż trudno uwierzyć, w jakich okolicznościach powstały te obrazy
Autorom badań udało się dokonać mapowania z rozdzielczością 30 000 lat świetlnych, które objęło obszar na dystansie ponad 7,5 miliarda lat świetlnych. Do sukcesu nie doszłoby, gdyby nie wykorzystanie zjawiska soczewkowania grawitacyjnego. Ma ono miejsce, gdy czasoprzestrzeń zostaje zakrzywiona na skutek obecności masywnych obiektów, na przykład gromad galaktyk.
Gdy światło przemieszcza się od źródła do obserwatora i po drodze napotka strukturę o wysokiej masie, to jego ścieżka może zostać wygięta za sprawą wpływu grawitacyjnego wywieranego przez ten obiekt. W takich okolicznościach światło dotrze do astronomów wygięte i powiększone. Być może z pozoru mogłoby się to wydawać mało przydatną właściwością, lecz w rzeczywistości pozwala na prowadzenie obserwacji z wysoką szczegółowością.
W skład wszechświata wchodzi tajemnicza ciemna materia. O jej istnieniu wiemy dzięki obserwacji jej wpływu grawitacyjnego na widzialną materię
Idąc dalej, pojawia się nawet możliwość poznania rozkładu grawitacyjnego, co było szczególnie przydatne w kontekście ostatnio prowadzonych badań. Soczewkowanie grawitacyjne i poszukiwania ciemnej materii? Ten duet okazuje się niemal nieodłączny. Cała magia polega na tym, że należy odjąć znaną masę galaktyk od zaobserwowanego ogólnego rozkładu masy zidentyfikowanego na podstawie zniekształconego światła. Wynik tego działania daje masę samej ciemnej materii. O ile rzecz jasna we wszechświecie nie ma innych nieznanych jeszcze składników, które w znaczący sposób wpływałyby na jego masę.
Przytoczone podejście zostało zastosowane przez astronomów względem galaktyki MG J0414+0534. Oddalona o około 11,3 miliarda lat od Ziemi wyemitowała światło, które zanim do nas dotarło, napotkało inną galaktykę, zlokalizowaną bliżej. W ten sposób zaszło zjawisko soczewkowania grawitacyjnego, a obserwowane światło zostało podzielone na cztery obrazy.
Czytaj też: Gdzie szukać odpowiedzi na pytania o wszechświat? Zdaniem naukowców – w szklance wody
Później przyszła pora na zmierzenie masy obiektów, które można bezpośrednio zaobserwować. Posłużyły do tego pomiary wykonane za pośrednictwem interferometru radiowego ALMA (Atacama Large Millimeter/Submillimeter Array). Poprzez odjęcie tej znanej masy od całkowitej, oszacowanej na podstawie obserwacji MG J0414+0534, członkowie zespołu badawczego ogłosili, iż istnieje wiele skupisk ciemnej materii wewnątrz galaktyk, ale i w przestrzeniach między nimi.
