Новые данные о темной материи меняют все представление о ней

Темная материя, невидимый материал, проходящий сквозь всю Вселенную, можно только косвенно обнаружить благодаря гравитационному притяжению к обычной материи, которая составляет звезды и планеты.

Несмотря на незнание о том, что же такое эта темная материя, ученые постепенно создали хорошую модель для описания ее поведения. Модель предполагает, что темная материя состоит из холодных, медленных экзотических частиц, которые слипаются из-за тяжести.

Эта модель "холодной темной материи" удивительно хорошо описывает, как темная материя ведет себя в большинстве ситуаций. Тем не менее, она ломается при применении к мини "карликовым галактикам", где темная материя представляется более распространенной, чем должна быть, согласно теории.

В новом исследовании, ученые вычислили ее массовое распространение в двух карликовых галактиках, используя новый метод, который не опирается на какие-либо теории темной материи. Ученые обследовали галактики Печи и Скульптора, находящиеся на орбите Млечного Пути.

Однако их измерения до сих пор противоречат теории холодной темной материи, что только усугубляет проблему.

В соответствии с моделью, в центрах галактик должны быть плотные скопления невидимой материи. Но темная материя, как представляется, распространяется равномерно по галактикам Печи и Скульптора, а также другим карликовым галактикам.

"Если бы карликовые галактики были персиками, стандартная космологическая модель говорит, что мы должны найти 'яму' темной материи в центре", сообщает исследователь Хорхе Пенабура из университета Кембриджа. "Вместо этого первые две карликовые галактики, что мы изучили, похожи на персики без центра".

Измерения показывают, что некоторую часть теоретической модели, возможно, придется пересмотреть.

"Наши измерения противоречат основным предсказаниям о структуре холодной темной материи в карликовых галактиках", сказал руководитель исследования Мэтт Уолкер из Гарвард-Смитсоновского центра астрофизики в Кембридже, штат Массачусетс. "На данный момент, холодная темная материя не согласуется с нашими данными наблюдений. "

Карликовые галактики, как Печи и Скульптор, особенно хороши для изучения темной материи, потому что они, как считается, почти полностью состоит из нее. Только один процент вещества в карликовой галактике, как считается, является нормальной материей, которая составляет звезды.

Чтобы определить, где и сколько темной материи обитает в карликовых галактиках, исследователи изучили движения от 1500 до 2500 видимых звезд, отражающие гравитационные силы, действующей на них темной материи.

Некоторые исследователи предполагают, что когда темная материя взаимодействует с обычной материей, она может иметь тенденцию распространяться, уменьшая тем самым плотность темной материи в центрах галактик. Тем не менее, до сих пор модель холодной темной материи не предсказывает это.

Либо нормальная материя влияет на темную материю больше, чем ученые считали, либо она не холодна и медленно движется, говорят исследователи.

"После завершения этого исследования, мы знаем меньше о темной материи, чем мы знали раньше", говорит Уолкер.

Результаты будут опубликованы в следующем номере журнала Astrophysical Journal.