Темная материя, которая, согласно современным теориям, составляет около 85 процентов всей материи во Вселенной, по-прежнему остается одной из главных загадок современной физики. Несмотря на многочисленные косвенные доказательства ее существования, ученым до сих пор не удалось напрямую обнаружить частицы, из которых она может состоять. При этом именно темная материя считается ключевым элементом космологической модели ΛCDM, объясняющей развитие и структуру Вселенной.
Читайте: Госдума планирует ввести несколько новых запретов
Новое исследование профессора Калифорнийского университета в Риверсайде Хай-Бо Ю предлагает альтернативный взгляд на устройство темной материи. Работа опубликована в журнале Physical Review Letters. В ней рассматривается модель самовзаимодействующей темной материи SIDM, частицы которой способны сталкиваться друг с другом и обмениваться энергией.
Авторы исследования считают, что такие взаимодействия могут приводить к так называемому гравотермическому коллапсу. В результате внутри гало темной материи формируются чрезвычайно плотные ядра массой примерно в миллион раз больше массы Солнца. По словам Хай-Бо Ю, отличие SIDM от классической модели холодной темной материи заключается именно в наличии взаимодействий между частицами.
Исследователь сравнил две модели с поведением людей в толпе. В одной версии участники проходят мимо друг друга, никак не взаимодействуя, тогда как в другой постоянно сталкиваются. По его словам, подобные столкновения способны кардинально менять внутреннюю структуру гало темной материи и создавать сверхплотные области, которые могут объяснить ряд наблюдаемых астрономических явлений.
В исследовании говорится, что модель SIDM помогает объяснить сразу три разные астрофизические загадки. Первая связана с системой гравитационного линзирования JVAS B1938+666, где галактика на переднем плане искажает свет более далекой галактики, формируя кольцо Эйнштейна. Ученые предполагают, что наблюдаемые эффекты могут быть вызваны плотными скоплениями самовзаимодействующей темной материи.
Вторая загадка касается звездного потока GD-1 — вытянутой группы древних звезд в Млечном Пути. В структуре потока зафиксированы разрывы и ответвления, которые, как считают авторы работы, могли появиться после взаимодействия с плотным объектом, сформированным из SIDM.
Третьим объектом исследования стало шаровое скопление Форнакс 6 в карликовой галактике Форнакс, являющейся спутником Млечного Пути. Ученые обратили внимание, что это скопление отличается более высоким содержанием металлов и сравнительно молодым возрастом — около двух миллиардов лет. Кроме того, наличие сразу шести шаровых скоплений считается необычным для галактики такого размера. Исследователи полагают, что плотное скопление SIDM могло сыграть роль в формировании подобных структур.
Хай-Бо Ю отметил, что предложенный механизм одинаково работает сразу в нескольких совершенно разных условиях — как в далекой Вселенной, так и внутри Млечного Пути и соседних карликовых галактик. По мнению авторов работы, наблюдаемые плотности объектов трудно объяснить стандартной моделью темной материи, тогда как модель SIDM делает подобные явления естественными.
Читайте также:
- Новые правила ЖКХ вступили в силу: россиянам грозит перерасчет платежей с 1 мая
- С 1 мая грозят изменения в правилах езды для российских водителей
- Названо 5 законных способов реально увеличить пенсию в 2026 году
