Астрономы обнаружили 12 скоплений темной материи по данным «Хаббла» в ближнем ИК

Ученые впервые использовали наблюдения в ближнем инфракрасном диапазоне (NIR) для поиска скоплений темной материи методом слабого гравитационного линзирования. Анализ охватил пять полей обзора CANDELS на телескопе «Хаббл» — COSMOS, UDS, EGS, GOODS-N и GOODS-S, общей площадью 0,23 квадратных градуса.

Благодаря высокой чувствительности «Хаббла» к далеким галактикам, плотность фоновых источников составила около 170 галактик на квадратную угловую минуту. Это позволило выделить 12 областей с избыточной массой, обусловленной темной материей. Массы скоплений варьируются от 0,2 до 2,2?10?? масс Солнца, медианное значение — 5,5?10?? масс Солнца. Красное смещение систем лежит в диапазоне 0,22–0,9, среднее — 0,68.

Для верификации астрономы привлекли многоволновые данные. Семь из 12 скоплений имеют диффузное рентгеновское излучение в литературе, причем центры рентгеновских источников совпадают с пиками гравитационного линзирования. Это подтверждает, что обнаруженные структуры являются коллапсировавшими скоплениями галактик.

Ученые также выполнили стековый анализ всех 12 систем, усреднив их тангенциальный сдвиг. Полученный радиальный профиль плотности хорошо описывается моделью NFW с концентрацией 4,9±2,1 и массой M200 = 1,3±0,3?10?? масс Солнца.

Результаты демонстрируют, что ближнее ИК-линзирование способно эффективно изучать даже относительно маломассивные скопления. Работа станет важным ориентиром для будущего космического телескопа Roman, который проведет широкий обзор в аналогичном диапазоне.