В даний час вважається, що в усіх галактиках і скупченнях галактик домінує темна матерія — невловима величина, над визначенням природи якої астрономи все ще ламають голову. Абель 611, сяюче скупчення галактик, зображене на цьому знімку телескопу Hubble, не є винятком. Насправді Abell 611 є популярною мішенню для дослідження темної матерії, частково через численні приклади сильного гравітаційного лінзування, видимого серед заплутаної мережі галактик скупчення.
Скупчення галактик Abell 611 розташоване на відстані понад 1000 мегапарсек, або приблизно 3,2 мільярда світлових років, від Землі. Як і всі скупчення галактик, подальше існування Abell 611 є загадкою для астрономів. Зокрема, здається, що всередині мережі галактик, що швидко обертаються, недостатньо маси, щоб запобігти розльоту скупчення. Це добре відома проблема в астрономії з дуже масивними структурами, такими як галактики та скупчення галактик — здається, що вони просто не містять достатньо сукупної маси, щоб залишатися цілими. Цікаво, що ця проблема не виникає в менших космічних масштабах. Наприклад, прохід планет Сонячної системи навколо Сонця можна відносно легко розрахувати за допомогою мас і розташування планет і Сонця. Для пояснення цілісності Сонячної системи чи інших систем зірка-планета не потрібна додаткова маса. Але це інтуїтивне правило руйнується у великих масштабах.
Поширена теорія полягає в тому, що Всесвіт містить величезну кількість речовини, відомої як «темна матерія». Хоча назва може здатися зловісною, «темний» просто стосується того факту, що ця невідома величина, здається, не взаємодіє зі світлом, як це робить інша матерія — не випромінює, не відбиває і не поглинає будь-яку частину електромагнітного спектру. Ця темна властивість робить «темну матерію» неймовірно складною для охарактеризування, хоча й висуваються різні теорії. По суті, більшість пояснень темної матерії потрапляють в одну з двох категорій: або це певний тип частинок, які існують у величезних кількостях у Всесвіті, але з якоїсь причини не взаємодіють зі світлом, як це роблять інші частинки; або якийсь тип масивного об’єкта, який також існує у великій кількості у Всесвіті, але його неможливо виявити за допомогою сучасних телескопічних технологій.
Два з найбільш химерних назв кандидатів темної матерії належать до першої та другої категорії відповідно. Слабко взаємодіючі масивні частинки (WIMP) — це гіпотетичні субатомні частинки, які не взаємодіють з фотонами — іншими словами, вони не взаємодіють зі світлом. Масивні астрофізичні компактні гало-об’єкти (MACHO) — це гіпотетичний набір дуже масивних об’єктів, які складаються (на відміну від WIMP) із типу матерії, про яку ми вже знаємо, але яку надзвичайно важко спостерігати, оскільки вони випромінюють так мало світла. Однак, незважаючи на величезні зусилля, переконливих доказів існування WIMP, MACHO або будь-якої іншої форми темної матерії не було знайдено.
Якщо темна матерія вперто залишається невизначеною, на щастя, її можна легко визначити кількісно. Фактично, скупчення галактик, такі як Abell 611, є ідеальними лабораторіями для кількісного визначення темної матерії завдяки численним доказам гравітаційного лінзування, видимого всередині скупчення. Приклад такого лінзування, можливо, найчіткіше видно в центрі зображення, ліворуч від сяючого ядра скупчення, де можна побачити криву світла. Ця крива є світлом від більш віддаленого джерела, яке було зігнуте та спотворене (або «лінзоване») величезною масою Abell 611. Ступінь, до якої скупчення викривляє світло, можна використовувати для вимірювання його справжньої маси. Потім це можна порівняти з оцінкою його маси, отриманою з усіх видимих компонентів кластера. Різниця між обчисленою масою та спостережуваною масою приголомшлива. Насправді, зменшивши масштаб, астрономи наразі оцінюють, що приблизно 85% матерії у Всесвіті є темною матерією.
Незважаючи на те, що таємниця того, що утримує космічну павутину галактик всередині Abell 611, залишається нерозкритою, ми все ще можемо насолоджуватися цим зображенням і захоплюючою наукою — як добре встановленою, так і теоретично — що відбувається в ній.
