Астрономы предлагают выявлять микрогало тёмной материи по сдвигам положений изображений квазаров

Исследователи предложили способ поиска компактных скоплений тёмной материи, которые слишком малы для обнаружения традиционными астрономическими методами. В основе идеи лежат прецизионные измерения положений изображений квазаров, чей свет искривляется гравитационным полем галактик на пути к Земле. Если на линии между наблюдателем и источником окажется небольшой сгусток тёмной материи, он способен слегка сместить видимое положение изображения. Отслеживая такие смещения во времени, астрономы надеются выявить структуры, существование которых пока не подтверждено наблюдениями.

Метод опирается на эффект гравитационного линзирования. Массивная галактика на переднем плане искривляет пространство-время и может порождать сразу несколько изображений одного далёкого квазара. Компактные скопления вещества оказывают дополнительное влияние и меняют видимое положение этих изображений. В отличие от поиска по яркости или форме источника, новый подход опирается на астрометрию — точное измерение координат небесных объектов. Авторы изучают не только постоянное отклонение изображения, но и его изменения со временем: именно они могут помочь отличить искомый сигнал от других источников возмущений.

Расчёты охватывают скопления с характерными радиусами примерно от 0,005 до 2 парсеков и массами от 3 × 10⁻⁶ до 100 масс Солнца. Нижний предел соответствует массе порядка земной. Подобные объекты намного легче крупных структур тёмной материи, которые учёные изучают по их гравитационному влиянию на галактики и другие космические тела. Их обнаружение позволило бы выяснить, идёт ли формирование структур тёмной материи на столь малых масштабах.

Перспективы метода авторы оценили на примере двух гравитационно линзированных квазаров — B1422+231 и SDSS J1029+2623. В расчётах для первой системы используется точность определения положения около 0,1 микросекунды дуги, для второй — примерно 1 микросекунда дуги. Столь ничтожные угловые смещения означают, что практическое применение метода потребует высокоточных наблюдений и тщательного учёта посторонних эффектов. Эти оценки демонстрируют потенциал подхода, но не отражают уже достигнутой точности обнаружения микрогало.

Главная трудность в том, что сходные смещения изображений могут вызывать и другие объекты. В частности, отдельные звёзды в галактике-линзе способны создавать эффект микролинзирования, который затрудняет выделение сигнала тёмной материи. Кроме того, предсказания зависят от того, насколько успешно микрогало сохраняются в ходе эволюции Вселенной. Поэтому отсутствие ожидаемого сигнала само по себе не доказывало бы, что подобных структур не существует.

Если метод удастся подтвердить на практике, наблюдения позволят ограничить допустимые свойства тёмной материи и параметры моделей ранней Вселенной.

Источник: iXBT