Există mai multe lucruri care ne excita mai mult decât misterele materiei întunecate și curbura spațiu-timp, dar atunci când sunt împachetate într-o imagine uimitoare de inele de Einstein, știi că ești în ceva special.
În 2014, Atakam Big milimetrul / submillimetrul Array Grid (ALMA) din Chile a observat un ciudat spațiu extraordinar în timpul campaniei Long Baseline. A văzut o galaxie îndepărtată distorsionată dincolo de recunoașterea câmpului gravitațional al unei galaxii masive din prim plan. Acesta este așa numitul "inel Einstein", numit după teoria generală a relativității lui Einstein, care a prezis că spațiul-timp poate fi îndoit de prezența unui câmp gravitational puternic.
În acest caz, în prim plan este o galaxie în fața unei galaxii mai îndepărtate, situată la aproximativ 12 miliarde de ani lumină de Pământ, astfel încât lumina unei galaxii îndepărtate se înclină să treacă în jurul unui spațiu-timp curbat. Rezultatul a fost un cerc aproape perfect de lumină galactică, preluat de ALMA ca fiind unul dintre cele mai proeminente exemple de lentilă gravitațională. proiectând gravitaționale circulat observații de spațiu adânc atunci când galaxii masive și clustere galactice, cot spațiu-timp ca o foaie de cauciuc maleabil, creând de multe ori o „curbă“ efect de oglindă, denaturând forma observată de galaxii îndepărtate, a cărei lumină a luat mod dezordonat prin peisaj spatiotemporal încurcat. Dar, uneori, așa cum sa dovedit în acest exemplu, alinierea poate fi atât de perfectă încât lumina unei galaxii îndepărtate poate fi deformată în jurul unui prim plan simetric al galaxiei, creând un inel asemănător cu o flacără de lumânare în spatele unei lupă. Lentilele gravitaționale sunt lentilele magnifice naturale ale universului și ele sunt folosite împreună cu telescopul spațial Hubble, de exemplu, pentru a-și spori puterea de observație în cadrul proiectului Frontier Fields.
Deși arată un inel perfect, această observație particulară a lentilei gravitaționale "SDP.81" are câteva distorsiuni inele mici, iar astronomii au folosit aceste distorsiuni pentru a detecta prezența unei galaxii pitic invizibile situată în imediata vecinătate a galaxiei lentilei mai masive. Și acest mic grup de stele este plin de materie întunecată.
"Putem găsi aceste obiecte invizibile în același mod în care puteți vedea picături de ploaie pe fereastră", a declarat Yashar Hezaveh de la Universitatea Stanford, California, într-o declarație. "Știți că sunt acolo pentru că distorsionează imaginea obiectelor de fond". Picăturile de drenare refractă ușor lumina, distorsionând lumina care trece prin fereastră; în același fel, câmpul gravitațional al unei galaxii pitic invizibile creează distorsiuni minore în inelul lui Einstein, dezvăluind prezența sa în deformarea mică a spațiului.
Găsirea acestei distorsiuni și înțelegerea faptului că se datorează prezenței unei galaxii invizibile nu a fost o sarcină ușoară și a necesitat costuri computaționale extraordinare, cerând, în special, timp pe unul dintre cele mai puternice supercomputere din lume, Fundația Națională de Științe Blue Waters. Datorită apropierii sale de o galaxie mai mare, a masei sale estimate și a lipsei de date optice, echipa Hezaveh crede că a găsit o galaxie pitică foarte slabă, dominată de materia întunecată.
Conform previziunilor, galaxiile mari ar trebui să aibă o populație mare de galaxii pitic prin satelit, dar studiile astronomice pot detecta doar câteva exemple. Galaxia noastră, după cum se știe, are aproximativ 40 de astfel de sateliți, dar modelele prevăd că ar trebui să existe mii de astfel de sateliți.
"Această discrepanță între datele observate și cele prognozate privind numărul de sateliți a reprezentat o problemă majoră în cosmologie de aproape două decenii, unii cercetători chiar au numit-o" criză ", a declarat Neal Dalal, membru al echipei de la Universitatea din Illinois. "Dacă aceste obiecte pitice sunt făcute din materie întunecată, acest lucru ar putea explica discrepanța, sugerând o nouă înțelegere a adevăratei naturi a materiei întunecate".
Acum există speranța că multe alte lentile gravitaționale pot fi studiate pentru a căuta distorsiuni cauzate de alți pitici dominând materia întunecată și sperăm să explicăm de unde a apărut această diferență ciudată de observații față de teorie. Dacă putem face acest lucru, atunci putem clarifica mai bine modelele întunecate ale materiei și mergem un pas mai aproape de a înțelege de ce materia întunecată reprezintă 85% din masa totală din Univers.
