Благодаря наблюдениям с помощью космического телескопа Хаббл и рентгеновской обсерватории Чандра ученые смогли изучить поведение темной материи при столкновении скоплений галактик. Результаты показывают, что темная материя взаимодействует друг с другом даже меньше, чем предполагалось ранее. Результаты были опубликованы в журнале Science.
Астрономы и физики пытаются объяснить свойства темной материи, но до сих пор многие ее свойства остаются загадкой. Причина — трудности в наблюдениях, потому что темную материю можно обнаружить только на основе гравитационных взаимодействий с обычным светящимся веществом. И все указывает на то, что темной материи во Вселенной больше, чем обычной материи.
Когда свойства различных материалов проверяются в лабораториях, бывает, что одни предметы ударяют друг о друга, чтобы посмотреть, как они отреагируют. К аналогичной идее пришли астрономы из группы под руководством Дэвида Харвеяза из Федеральной политехнической школы Лозанны (EPFL) в Швейцарии. Исследователи решат проверить, как ведет себя темная материя в момент столкновений. Сталкивающиеся скопления галактик служили лабораторией.
Было изучено 72 столкновения галактик. Эта выборка достаточно велика, чтобы можно было рассматривать столкновения под разными углами и на разных стадиях столкновения. Полученные результаты позволяют предположить, что темная материя ведет себя так же, как и скопление Пули.
Когда галактики сталкиваются друг с другом, их отдельные компоненты реагируют по-разному. Газ в галактиках сталкивается друг с другом и замедляется, а звезды не замедляются. Причинами являются большие расстояния между отдельными звездами (что приводит к крайне редким прямым столкновениям звезд) и слабое тормозящее действие газа на звезды.
Третьим основным компонентом галактик является темная материя. В ее случае оказалось, что они ведут себя аналогично звездам, т.е. не замедляются при столкновении. Однако расстояния между отдельными скоплениями или частицами темной материи могут быть малы, или, по крайней мере, это следует из основных теорий о распределении темной материи в галактиках, предполагающих ее равномерное распределение. Следовательно, отсутствие замедления означает, что темная материя взаимодействует сама с собой еще слабее, чем предполагалось ранее.
Следствием открытия того, что темная материя взаимодействует друг с другом еще меньше, чем предполагалось, являются дальнейшие ограничения ее свойств, которыми теперь будут скрупулезно пользоваться физикам-теоретикам улучшить свои модели темной материи.