Международная команда исследователей представила результаты анализа гравитационного линзирования квазара HS 0810+2554, которые проливают свет на природу тёмной материи. Этот квазар, известный уникальной комбинацией оптического и двойного радиоизлучения, долгое время оставался загадкой из-за несоответствий между классическими теориями и наблюдаемыми данными.
Ранее учёные использовали модели, основанные на гипотезе холодной тёмной материи (CDM), которая предполагает эллиптическое распределение невидимой массы вокруг галактик. Эти модели успешно объясняли формирование четырёх изображений через оптическое линзирование. Однако обнаруженное спустя почти 20 лет радиоизлучение выявило восемь отдельных источников, что не соответствовало расчётам, указывая на необходимость учёта более сложных деформаций в гравитационном поле галактики-линзы.
Чтобы найти решение, исследователи применили метод мультиполей — математических параметров, которые описывают искажения массы. Например, «лопсайдность» (m=1) представляет собой смещение центра массы, а «треугольность» (m=3) и «квадратность» (m=4) отражают деформации, напоминающие трёх- и четырёхлучевые структуры. Эти параметры помогли учесть не только эллиптическую форму, но и дополнительные «выпуклости» в распределении тёмной материи.
Ученые протестировали 64 варианта моделей, включая эллиптический степенной закон (EPL), который описывает уменьшение плотности тёмной материи с увеличением расстояния от центра галактики. Наилучшие результаты показала модель с тремя мультиполями и переменным внешним сдвигом, вызванным гравитацией соседних объектов. Интересным открытием стал обратный порядок поступления радиоизображений (D → C → B → A), противоречащий оптическим данным, что может объясняться смещением центра массы галактики-линзы, к примеру, из-за недавнего столкновения с другой галактикой.
Результаты подтвердили, что стандартные модели CDM, учитывающие мультиполи, способны объяснить наблюдаемые аномалии без необходимости прибегать к альтернативным теориям, таким как «пушистая» тёмная материя (FDM), предполагающая существование сверхлёгких частиц, создающих «размытые» структуры. Однако для окончательных выводов требуются данные о временных задержках между появлением изображений. Современные радиотелескопы не могут точно измерить эти задержки из-за низкого разрешения, но такие инструменты, как Square Kilometre Array (SKA), помогут получить критически важную информацию и уточнить карту тёмной материи.
Источник: iXBT
