NASA запустит телескоп Roman для изучения темной материи через гравитационные линзы

На изображении показана симуляция наблюдений телескопа Nancy Grace Roman Space Telescope с наложением поля зрения его широкоугольного инструмента. В каждом обзоре Roman ожидается обнаружение более 20 гравитационных линз (примеры показаны слева и справа). Исследование под руководством Брайса Ведига из Университета Вашингтона в Сент-Луисе оценивает, что около 500 линз из обзора High-Latitude Wide-Area Survey подойдут для изучения темной материи. Авторы: NASA, Bryce Wedig, Tansu Daylan. Изображение: Joseph DePasquale (STScI)

Темная материя влияет на движение звезд в галактиках, формирование галактик и структуру Вселенной, но до сих пор не была обнаружена напрямую. Хотя она не отражает, не поглощает и не излучает свет, ее можно наблюдать косвенно через гравитационное линзирование.

Телескоп Nancy Grace Roman Space Telescope, запуск которого запланирован на 2027 год, обнаружит сотни гравитационных линз — эффектов, когда массивная галактика на переднем плане искажает и усиливает свет более далеких галактик. Ученые будут анализировать крошечные отклонения в изображениях фоновых галактик, чтобы изучить свойства темной материи на малых масштабах.

В новом исследовании, опубликованном в Astrophysical Journal, команда под руководством Брайса Ведига рассчитала, что Roman сможет обнаружить более 160 000 гравитационных линз, из которых около 500 подойдут для детального изучения темной материи. Каждый снимок телескопа будет в 200 раз больше инфракрасных изображений Hubble.

«Другие телескопы либо имеют меньшее поле зрения, либо менее точные наблюдения, что затрудняет обнаружение гравитационных линз», — объяснил Ведиг.

Темная материя составляет значительную часть массы галактик, но ее природа остается загадкой. Roman с его 300-мегапиксельной камерой Wide Field Instrument сможет измерять искажения света с точностью до 50 миллисекунд дуги — это как измерить диаметр человеческого волоса с расстояния более двух футбольных полей.

Перед запуском Roman ученые также будут искать кандидатов в данных миссии Euclid (ESA) и обсерватории Vera C. Rubin в Чили. После получения инфракрасных снимков Roman их объединят с видимыми изображениями от Hubble, Euclid и Rubin для максимально полного анализа.

«Мы будем использовать каждую обнаруженную гравитационную линзу, чтобы определить природу темной материи», — добавил Тансу Дайлан, руководитель исследовательской группы.

Подробнее: Bryce Wedig et al, The Roman View of Strong Gravitational Lenses, The Astrophysical Journal (2025). DOI: 10.3847/1538-4357/adc24f