Фізики оцінили число маломасштабних подій гравітаційного лінзування в галактичних скупченнях на основі спостережень, а потім порівняли його з результатом комп'ютерних симуляцій.
Виявилося, що моделювання прогнозує на порядок меншу кількість таких об'єктів - результат може ставити під сумніви загальноприйняті уявлення про властивості темної матерії або говорити про пропущені систематичні помилки в симуляціях. Стаття опублікована в журналі Science.
Відповідно до Загальної теорії відносності - найуспішнішої (в сенсі опису експериментальних даних) на сьогоднішній день теорії гравітації - присутність масивного об'єкта викривляє простір-час у його околицях.
Завдяки цьому досить важкі тіла (зокрема, галактики та їхні скупчення), які опинилися на шляху поширення електромагнітного випромінювання, здатні помітно змінювати його напрямок, вигинаючи промені навколо себе. Такий ефект прийнято називати сильним гравітаційним лінзуванням, а самі тіла - гравітаційними лінзами.
Спостерігач, для якого джерело світла загороджує гравітаційна лінза, в загальному випадку буде спостерігати його розмножені викривлені зображення - їхня форма, кількість і положення визначатимуться не тільки положенням фонового джерела щодо лінзи і спостерігача, а й розподілом маси в самій лінзі.
Завдяки цьому події гравітаційного лінзування допомагають вченим у виявленні та дослідженні масивних структур - зокрема, утворень із недоступної для прямого спостереження в електромагнітному випромінюванні темної матерії.
Фізики з Данії, Італії, Нідерландів і США під керівництвом Массімо Менегетті (Massimo Meneghetti) з Національного інституту астрофізики Італії розглянули один із можливих видів сильного гравітаційного лінзування - випадки, коли в ролі фонового джерела та лінзи виступають віддалені галактики, причому галактика-лінза входить до складу скупчення галактик - тобто є маломасштабною лінзою (із поділом частин зображення порядку кутових секунд) на тлі набагато більшої (із поділом у десятки кутових секунд).
Вчені звернулися до спостережень 11 галактичних скупчень у діапазоні червоних зсувів 0,234-0,587, зображення яких у 2010-2016 роках отримував космічний телескоп "Габбл" під час програм CLASH (Cluster Lensing and Supernova Survey with Hubble) і HFF (Hubble Frontier Fields). Крім того, дослідники використовували дані спектроскопії наземного комплексу VLT (Very Large Telescope) - це дало змогу детальніше встановити розподіл маси всередині скупчення (на основі характеру руху зірок).
На основі цього набору даних фізики обчислювали, яку частку сумарна кутова площа маломасштабних гравітаційних лінз становить від повної кутової площі характерного регіону, усередині якого фонові джерела піддаються сильному лінзування.
