На данный момент принято считать, что темная материя составляет примерно 85% от общего количества материи во Вселенной. Но, несмотря на это, нет полного понимания о том, что же все-таки она из себя представляет.
В отличие от обычной материи, которая может отражать свет или наоборот его излучать, темная материя лишена таких свойств, что делает ее сложной для обнаружения.
В работе, опубликованной в журнале The Astrophysical Journal Letters группа ученых под руководством профессора астрономии и физики Университета Калифорнии Хай Бо Ю, описывается теория темной материи, которая называется «Самовзаимодействующая темная материя» («Self-interacting dark matter» (SIDM)). Согласно этой теории частицы темной материи взаимодействуют друг с другом под действием темной энергии. Из-за этой энергии они сталкиваются друг с другом вблизи центра галактики.
В данной работе утверждается, что теория может объяснить сразу две астрофизические загадки:
Первая – это гало темной материи высокой плотности в массивной эллиптической галактике. Гало темной материи — это ореол невидимой материи, который окружает галактики и скопления галактик.
Оно было обнаружено в результате наблюдений сильного гравитационного линзирования и его плотность настолько высока, что это было бы маловероятно в существующей теории холодной темной материи.
Гравитационное линзирование — это эффект преломления луча света, когда он огибает массивные объекты во Вселенной.
Вторая - гало темной материи сверхрассеяных галактик имеет очень низкую плотность, и это трудно объяснить используя классическую теорию холодной темной материи. Теория холодной темной материи, или CDM, предполагает, что частицы темной материи никогда не сталкиваются между собой. Сверхрассеяные галактики имеют очень низкую светимость и плотность рассосредоточения звезд и газа в них.
Чтобы показать, как теория может объяснить две астрофизические загадки, команда ученых провела моделирование формирования космических объектов с сильным самодействием частиц темной материи между собой.
«Результатом этого самовзаимодействия является передача тепла в гало, что в свою очередь меняет плотность гало в центральных областях галактик», — сказал Надлер, один из соавторов исследования.
«Другими словами, некоторые гало имеют более высокую плотность в центральной части, другие — более низкую по сравнению с их аналогами из теории холодной темной материи».
По мнению исследователей, эти две загадки представляют собой серьезную проблему для стандартной теории холодной темной материи.
«Задача теории холодной темной материи объяснить суть этих загадок», - сказал профессор Ян, соавтор исследования.
«Теория Самовзаимодействующей темной материи, является своего рода посредником для объединения двух противоположных крайностей. Других объяснений в литературе нет. Теперь существует вероятность того, что темная материя является более сложной и необычной, чем мы ожидали».
Данная работа также показывает возможность исследования темной материи посредством наблюдений с помощью компьютерного моделирования формирования космических объектов.
«Мы надеемся, что наша работа будет способствовать расширению изучения этой многообещающей области исследований», — сказал профессор Ю.
«Это своевременное открытие, учитывая, что в ближайшем будущем ожидается новые порции данных от астрономических обсерваторий, включая космический телескоп Джеймса Уэбба и будущую обсерваторию Рубин».
Примерно с 2009 года работа профессора Ю и его коллег помогла популяризировать теория «самовзаимодействующей темной материи» в сообществах физики элементарных частиц и астрофизики.
Если понравилась статься, подпишись на наш канал и социальные сети. Ставь палец вверх - нам будет приятно, да и вам плюсик к карме :)
Возможно вам будет также интересно:
- Прототип космической станции с искусственной гравитацией разработали американские исследователи
- На Титане есть все необходимые ингредиенты для жизни
- Внеземная жизнь: четыре места, где это возможно в Солнечной системе
- Термоядерный двигатель поможет добраться до Сатурна за 2 года
