Тайны темной материи

Как и все галактики, наш Млечный Путь является домом для странного вещества под названием темная материя. Темная материя невидима и обнаруживает свое присутствие только посредством гравитации. Без темной материи, удерживающей их вместе, звезды нашей галактики быстро разлетятся во все стороны. Природа темной материи остается загадкой - тайной, которую новое исследование только усугубило.

"После завершения этого исследования, мы знаем меньше о темной материи, чем раньше", сказал Мэтт Уолкер из Гарвард-Смитсоновского центра астрофизики в Кембридже, штат Массачусетс. Стандартная космологическая модель изображает Вселенную, где доминируют темная энергия и темная материя. Большинство астрономов предполагают, что темная материя состоит из "холодных" (то есть медленных) экзотических частиц, которые притягиваются друг к другу гравитационно. Со временем эти сгустки темной материи растут, образуя галактики, которые мы видим сегодня.

Космологи используют мощные компьютеры для моделирования этого процесса. Их расчеты показывают, что темная материя должна быть сосредоточена в центрах галактик. Вместо этого, новые измерения двух карликовых галактик показывают, что в них темная материя плавно распределяется. Это говорит о том, что стандартная космологическая модель может быть неверной.

"Наши измерения противоречат основным предположениям о структуре холодной темной материи в карликовых галактиках", говорит Уолкер. Карликовые галактики состоят на 99 процентов из темной материи и только на 1 процент из нормальной материи. Это несоответствие делает карликовые галактики идеальными для изучения для тех астрономов, которые стремятся понять темную материю.

Уолкер и Джордж Пенаррубия из Кембриджского университета, Великобритания, проанализировали распределение темной материи в двух соседях Млечного Пути - в созвездиях Печи и Скульптора. Эти галактики содержат до 10 млн. звезд, в то время как в нашей галактике находится до 400 млрд. звезд. Исследователи измерили положения, скорости и основные химические составы от 1500 до 2500 звезд.

"Звезды в карликовой галактике роятся как пчелы в улье, а не спокойно перемещаются по круговым орбитам, как в спиральных галактиках", сказал Пенаррубия. "Это делает изучение темной материи гораздо более сложным и интересным".

Их данные показали, что в обоих случаях темная материя распределена равномерно по относительно большой части галактик, до нескольких сотен световых лет в длину. Это противоречит предположению, что плотность темной материи должна резко возрастать около центра этих галактик. "Если карликовую галактику представить в виде персика, то, по стандартной космологической модели, в центре мы должны найти темную материю - косточку. Вместо этого первые две карликовые галактики, которые мы изучили, оказались персиками без косточек, "сказал Пенаррубия.

Новые данные предполагают, что либо нормальная материя влияет на темную материю больше, чем ожидалось, либо темная материя не является "холодной". Команда надеется определить, что истинно, продолжая изучать карликовые галактики, особенно галактики с еще более высоким процентом темной материи.