Кільця Ейнштейна навколо галактик показали вченим, на що схожа темна матерія

Вчені вважають, що більшість нашого Всесвіту складається з невидимої темної матерії, про існування якої відомо лише завдяки її впливу на галактики. Але якою є природа темної матерії, з чого вона складається? На ці запитання шукають відповідь фізики дуже давно. Але нове дослідження вчених із Університету Гонконгу наближає нас до розгадки таємниці темної матерії, пише ScienceAlert.

У Фокус. Технології з'явився свій Telegram-канал . Підписуйтесь, щоб не пропускати найсвіжіші та найзахопливіші новини зі світу науки!

Згідно з існуючими уявленнями, 85% усієї маси Всесвіту складається з темної матерії, але виявити її важко, бо вона не випускає і не поглинає світло. Але завдяки темній матерії, якщо точніше завдяки її гравітації, існують галактики в тому вигляді, в якому ми їх знаємо.

Фізики вважають, що темна матерія складається з поки що невідомої фундаментальної частини, яку так і не вдалося поки виявити навіть під час наукових експериментів. На роль гіпотетичних частин, з яких складається темна матерія, зараз претендують:

• слабко взаємодіючі масивні частинки чи вімпи (вважається, що вони мають бути дуже важкими);
• аксіони, частки, які, як вважається, повинні бути дуже легкими.

Відповідно до існуючих теорій, вімпи повинні поводитися як звичайні частини, тоді як аксіони повинні поводитися як хвилі. Нове дослідження вчених з Університету Гонконгу дає ключ до розгадки того, з чого може складатися темна матерія завдяки вивченню такого явища як кільця Ейнштейна.

Для того, щоб спостерігати за далекими космічними об'єктами, наприклад, галактиками, вчені використовують метод гравітаційного лінзування. Справа в тому, що світло від далекого об'єкта викривлятиметься масивним об'єктом (наприклад, великою галактикою), що знаходиться ближче до Землі, завдяки тому, що гравітація такого об'єкта, згідно з теорією Ейнштейна, викривляє простір-час навколо себе. Іноді викривлене світло від далекої галактики набуває форми кільця, що оточує ближчу галактику. Це явище отримало назву кільце Ейнштейна.

У межах нового дослідження вчені вивчили, як спотворюються такі кільця світла навколо кількох галактик, щоб дізнатися про те, які властивості має ореол із темної матерії, що оточує більш далекі галактики на задньому плані. Перед цим фізики створили моделювання, щоб зрозуміти, як виглядатимуть кільця Ейнштейна, якщо темна матерія складається з вімпів чи аксіонів. Потім вони зіставили свої дані із даними спостережень.

Результат дослідження показує, що темна матерія, найімовірніше, складається з аксіонів, а не з вімпів. Саме властивості цих гіпотетичних частинок можуть пояснити аномальне викривлення світла. Виходить, що темна матерія поводиться радше не як частинка, а як хвиля.

Попередні дослідження також припускали, що, найімовірніше, саме аксіон є частинкою темної матерії. Але поки що це дослідження є лише теоретичною роботою, яка потребує подальших спостережень.

Як уже писав Фокус, на екзопланеті, розташованій за 557 світлових років від Землі, вчені виявили найважчий хімічний елемент із усіх знайдених в атмосферах планет поза Сонячною системою.