У ученых нет консенсуса касательно того, что такое тёмная материя, но большинство из них уверены: она настолько инертна, что толком не вступает во взаимодействие даже сама с собой. Но происшествие в галактическом скоплении Эль Гордо, заставляет по-новому взглянуть на это допущение, ведь то, что не так давно зафиксировали телескопы, может оказаться первым в истории наблюдений столкновением тёмной материи.
Стандартная «холодная» модель тёмной материи (на данный момент господствующая) предполагает, что данный тип материи не имеет барионной природы и состоит из крайне инертных частиц, которые не вступают ни в какие взаимодействия, кроме гравитационных (да и в них — редко). Но параллельно существуют и другие, несколько более экзотические взгляды, например — концепция SIDM, согласно которой частицы тёмной материи способны обмениваться энергией при столкновениях.
Внезапно в спор между этими двумя взглядами вмешалось Эль Гордо (по-испански «Толстяк») — громадное скопление галактик в семи миллиардах световых лет от Земли. Астрофизик Рикардо Вальдарнини проанализировал, что происходит внутри этой гигантской структуры, итогом чего стали достаточно неожиданные выводы.
Скопления галактик — самые массивные из известных структур во Вселенной (так, Эль Гордо «весит» более 10 в 15 степени масс Солнца). Благодаря этому они становятся идеальными полигонами для изучения чего-то, что из всех привычных нам свойств имеет лишь массу. И при наблюдениях за «Толстяком» довольно быстро стало очевидно, что тёмная материя как-то не слишком хорошо укладывается в «холодную» модель.
Масштабное компьютерное моделирование должно было показать, как внутри скопления ведут себя его основные компоненты — галактики, огромные облака газа (видимые в рентгеновском спектре) и потенциально существующая тёмная материя, масса которой гораздо больше, чем у материи видимой. Согласно стандартной концепции, пик плотности газовой массы должен был серьёзно отставать от двух других «тяжеловесов». Но получилось совершенно иначе: именно галактики и гипотетические сгустки тёмной материи отстают от единственного, зато яркого, рентгеновского пика.
Кроме того, пики плотности заметно смещены относительно своих прогнозируемых положений, а центроиды (точки максимальной плотности) тёмной материи отделены от остальных компонентов. «Холодная» модель тёмной материи крайне плохо объясняет такое странное поведение. Зато это отлично делает SIDM, описывающая то, как происходят подобные столкновения.
Сама по себе эта концепция тоже несовершенна, что признаёт сам Вальдарнини. Но, во всяком случае, в первом приближении она даёт намного более точные предсказания и довольно убедительно описывает механизмы, приводящие к на первый взгляд хаотическому движению составных частей Эль Гордо. Причём есть основания надеяться, что путь, нащупанный исследователем, не прервётся: в прошлом году «Толстяк» попал под пристальный взгляд телескопа «Уэбб», который открыл там сразу несколько новых галактик. Так что не исключено, что новые наблюдения подарят недостающие факты для построения более целостной концепции тёмной материи.