Новий вид темної матерії пояснює три космічні загадки: що виявили фізики

Фізики з Каліфорнійського університету в Ріверсайді дійшли висновку, що новий тип темної матерії може пояснити загадкові космічні структури, які довгий час ставили вчених у глухий кут. Тобто самовзаємодіюча темна матерія може пояснити три астрофізичні загадки в абсолютно різних середовищах. Щільні грудки темної матерії, частинки якої взаємодіють між собою, можуть пояснити незвичайні гравітаційні ефекти, що спостерігаються в різних частинах Всесвіту, пише Фокус.

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

• Темна матерія становить близько 85% усієї матерії у Всесвіті, проте її не можна спостерігати безпосередньо. Але вона, як вважається, впливає своєю гравітацією на всі видимі об'єкти в космосі. Згідно зі стандартною космологічною моделлю, яка описує розвиток Всесвіту від Великого вибуху до наших днів, темна матерія є холодною і її частинки не проходять одна крізь одну, тобто не взаємодіють між собою. Однак ця модель темної матерії не може пояснити деякі дуже щільні структури, які виявляють вчені у Всесвіті. По суті ця модель темної матерії добре працює у великих масштабах, але стикається з проблемами під час пояснення природи компактних щільних структур у космосі.

Автори дослідження вважають, що насправді частинки темної матерії можуть взаємодіяти між собою, тобто вони стикаються з виділенням енергії. Це призводить до того, що внаслідок гравітаційно-теплового колапсу відбувається утворення надзвичайно щільних компактних грудок темної матерії. Кожен із них може мати масу, що приблизно в мільйон разів перевищує масу Сонця.

Фізики вважають, що такі об'єкти можуть бути відповідальними за низку незрозумілих гравітаційних ефектів, які спостерігаються в різних частинах Всесвіту. За словами вчених, темна матерія, що взаємодіє сама з собою, може стати досить щільною, щоб пояснити ці загадкові спостереження.

Згідно з дослідженням, щільні грудки самовзаємодіючої темної матерії можуть одночасно пояснити три астрофізичні загадки.

• Надщільний об'єкт в еліптичній галактиці JVAS B1938 +666, що розташована на відстані приблизно 9,8 млрд світлових років від нас, виступає гравітаційною лінзою для іншої галактики, яка розташована набагато далі. Гравітація надщільного об'єкта створює невелике, але потужне спотворення зображення далекої галактики. Тобто цей об'єкт викривляє світло під дією гравітації.
• Яскраву особливість у вигляді розриву в зоряному потоці GD-1, який є довгою смугою із зірок у нашій галактиці Чумацький Шлях. Створюється враження, ніби невидимий щільний компактний об'єкт прорвав потік і залишив видимий шрам, порушивши структуру смуги із зірок.
• Незвичайне зоряне скупчення Fornax 6 у Карликовій галактиці в сузір'ї Піч, яка є супутником Чумацького Шляху. Щільна грудка темної матерії може діяти як невидима гравітаційна пастка, захоплюючи зірки, що пролітають повз, і утримуючи їх у щільному, компактному скупченні.

За словами фізиків, один і той самий механізм працює в трьох абсолютно різних умовах: у далекому Всесвіті, усередині нашої галактики і в сусідній галактиці. У всіх випадках спостерігається щільність, яку важко узгодити зі стандартною моделлю темної матерії, але її можна пояснити, якщо темна матерія взаємодіє сама з собою.

Учені вважають, що дрібномасштабні взаємодії всередині темної матерії можуть відігравати значнішу роль у формуванні космічних структур, ніж вважалося раніше.

Майбутні спостереження можуть допомогти визначити, чи є нова модель темної матерії відображенням реальності.

Як уже писав Фокус, вчені дійшли висновку, що темна матерія існує у двох станах.

Також Фокус писав про те, що космічна битва Ілона Маска і Джеффа Безоса за Місяць відбудеться на висоті 400 км.

Під час написання матеріалу використано джерела: Physical Review Letters, Phys, Interesting Engineering.