Astrofizikai sudarė tamsiosios materijos erdvėlapį – dar vieną raktą nuo Visatos paslapčių

Apskaičiuoti medžiagos pasiskirstymą Visatoje – ne taip jau lengva. Išmatuoti ir pažymėti galaktikų padėtis – lengvoji darbo dalis, tačiau jos sudaro tik nedidelę visos materijos dalį.

Asociatyvi „Pixabay“ nuotr.

Apie 80 proc. materijos yra tamsioji – ją aptikti galima tik pagal gravitacinį poveikį. Net ir dalis įprastinės materijos yra labai karšta ir reta, todėl spinduliuoja ypatingai silpnai ir apskritai aptikta buvo tik per pastarąjį dešimtmetį.

Įvertinti visos materijos pasiskirstymą galima, pavyzdžiui, stebint galaktikų atvaizdų iškreipimus dėl gravitacinio lęšiavimo, bet šis procesas yra lėtas ir priklauso nuo atsitiktinių galaktikų išsidėstymų vienoje linijoje su mumis. Grupė mokslininkų sugalvojo panaudoti kitokį metodą.

Jie paėmė didelį kosmologinį skaitmeninį modelį „Illustris-TNG50“, nustatė visos materijos pasiskirstymą jame, galaktikų pasiskirstymą, ir pagal šiuos duomenis apmokė neuroninį tinklą.

Patikrinimui, kad tinklas išmoko atkurti visos materijos pasiskirstymą, remdamasis tik galaktikų pasiskirstymu, pasitelkė kitą didelį skaitmeninį modelį „EAGLE“. Tada pritaikė modelį galaktikų stebėjimų duomenims ir gavo visos materijos erdvėlapį.

Jame atkurtos jau žinomos pagrindinės aplinkinės struktūros – didelė paplokščia sankaupa Mergelės spiečiaus kryptimi ir didelė tuštuma greta jos. Taip pat algoritmas pateikė prognozių apie įvairias smulkesnes struktūras – tamsiosios materijos „siūlus“, – kurių ligšiolinėse apžvalgose nebuvo identifikuota.

Tyrėjai tikisi, kad jas pavyks atrasti ateityje, tai būtų geras prognozių patikrinimas. Šie rezultatai gali padėti suprasti ne tik didelio masto Visatos struktūros evoliuciją, bet ir mažesnius reiškinius.

Pavyzdžiui, Paukščių Tako ir Andromedos galaktikos artėja viena prie kitos, bet ar jos susijungs, ar tik pralėks pro šalį, kol kas nėra iki galo aišku. Tyrinėdami tikėtiną tamsiosios materijos išsidėstymą aplink jas, mokslininkai tikisi pagerinti mūsų galaktikos ateities prognozes.

Taip pat tyrėjai planuoja praplėsti ir pagerinti erdvėlapį, pridėdami duomenis apie didesnį galaktikų skaičių.

Tyrimo rezultatai „arXiv“.