Свет далёкой галактики летит к нам через всю Вселенную, минуя огромные сгустки тёмной и обычной материи. Их притяжение слегка искривляет путь лучей — словно течение реки огибает невидимые валуны. На снимках это проявляется как едва заметная вытянутость изображений галактик, будто их растянули на невидимой раме. Астрономы называют это слабым гравитационным линзированием (искривлением света под действием тяжести) и используют его, чтобы взвесить Вселенную.
Раньше подсчёт вёлся по парам: брали два случайных участка неба и смотрели, насколько похоже вытянуты там галактики. Это надёжный, но грубый метод — он чувствителен в основном к комбинации плотности материи и силы скучивания, а по отдельности эти величины оставались неуловимыми. В новой работе, выполненной на данных финального обзора KiDS-Legacy (он охватил 1006 квадратных градусов неба), учёные впервые добавили тройные совпадения. Теперь они смотрели, как три далёкие галактики одновременно искажаются одним и тем же сгустком. Это всё равно что не просто слушать эхо, а улавливать его перекрёстные отражения от стен ущелья — слышно гораздо больше деталей.
Ключевой результат — значение космологического параметра $S_8$ составило $0.806^{+0.025}_{-0.023}$, а плотность материи $\Omega_m = 0.297^{+0.056}_{-0.040}$. Самое интересное: эти цифры отлично сошлись с данными спутника Planck, который смотрит на реликтовое излучение (древнейший свет, оставшийся после Большого взрыва). Раньше между разными методами намечалась трещина — так называемая «напряжённость $S_8$», намёк на новую физику. Теперь, с учётом тройных измерений, расхождение исчезло. Вселенная снова стала чуть более понятной.
как её написали авторы, на английском arXiv:2606.12389
Weak lensing by large-scale structure is a powerful cosmological probe. While most analyses rely on second-order correlations, these are primarily sensitive to the parameter combination $$S_8 = \sigma_8 (\Omega_m/0.3)^{0.5}$$, limiting their ability to constrain $$\Omega_m$$ and other cosmological parameters independently. Higher-order statistics capture non-Gaussian features of the density field and can therefore break parameter degeneracies and extract more cosmological information from weak lensing surveys. We present a joint analysis of second- and third-order cosmic shear in the final data release of the Kilo-Degree Survey (KiDS-Legacy). We combine COSEBIs (Complete Orthogonal Sets of E-/B-mode Integrals) at scales between 2' and 300' with third-order aperture mass moments at scales between 4' and 32' to perform a joint analysis of second- and third-order statistics. Compared to previous KiDS analyses, we implement several methodological advances: an intrinsic alignment model with redshift and mass dependence, a baryon correction model validated on multiple hydrodynamical simulations, and corrections for reduced shear and source clustering. Combining COSEBIs with third-order aperture mass statistics in KiDS-Legacy yields $$\Omega_m = 0.297^{+0.056}_{-0.040}$$ and $$S_8 = 0.806^{+0.025}_{-0.023}$$, significantly tightening the $$\Omega_m$$ constraints and more than doubling the figure of merit in the $$\Omega_m$$--$$S_8$$ plane compared to the two-point analysis alone. The third-order measurements pass stringent internal consistency tests, are fully compatible with the KiDS-Legacy 2-point constraints, other 2+3-point lensing results and with Planck CMB measurements within $$1\sigma$$, providing no evidence for an $$S_8$$ tension and demonstrating the maturity of 3-point cosmic shear as a key probe for forthcoming surveys.
Тёмной материи во Вселенной примерно в пять раз больше, чем обычной — из которой сделаны звёзды, планеты и мы с вами. Но увидеть её нельзя, можно только почувствовать по притяжению.
В романе «Свет далёких звёзд» (К. С. Робинсон) герои используют гравитационное линзирование для межзвёздной навигации, словно карту невидимых течений.