Учёные с помощью космического телескопа «Джеймс Уэбб» создали крупнейшую трёхмерную карту распределения тёмной материи во Вселенной. Исследование охватило область COSMOS-Web площадью 0,54 квадратного градуса и показало структуру космической паутины в эпоху активного формирования галактик.
Взгляд в эпоху «космического полудня»
Исследователи из Лаборатории реактивного движения NASA, Калифорнийского технологического института и Университета Дьюка изучили Вселенную вплоть до красного смещения z ≈ 2. Это соответствует примерно 10 миллиардам лет назад — периоду, когда активно формировалось большинство звёзд и галактик.
Новая карта простирается вдвое дальше аналогичных построений, основанных на данных телескопа «Хаббл». Высокое разрешение и глубина наблюдений «Джеймса Уэбба» позволили рассмотреть распределение невидимой материи с существенно большей детализацией.
Двадцать слоёв скрытой материи
Обычные астрономические наблюдения дают плоские двумерные изображения. Поэтому объекты, находящиеся на разных расстояниях от Земли, могут накладываться друг на друга в проекции. Чтобы восстановить объёмную структуру, учёные применили генеративные модели на основе диффузии, предварительно обученные на подробных космологических симуляциях.
Алгоритмы разделили скрытую массу на 20 слоёв и позволили построить её трёхмерную карту. На ней видны сложные элементы космической паутины, сформировавшиеся в период интенсивного роста галактик, который называют «космическим полднем».
Метод также помог обнаружить массивные сгустки тёмной материи, связанные с удалёнными скоплениями галактик. На прежних картах эти структуры оставались незаметными из-за наложения объектов.
Авторы отмечают, что созданная модель не является просто единой статичной картинкой: при построении учитывались возможные погрешности в положении и форме объектов. Разработанные технологии, по их оценке, могут использоваться для дальнейшего изучения эволюции тёмной материи в будущих космических миссиях. Подробное описание работы опубликовано на сайте препринтов arXiv.org.
